211service.com
Dirbtinis baltymas imituoja kraują
Pensilvanijos universiteto mokslininkai nuo nulio sukūrė baltymą, kuris gali padaryti tai, ką gali atlikti tam tikri baltymai žmogaus kūne: pernešti ir tiekti deguonį. Tai gali būti naudingas žingsnis kuriant dirbtinį kraują.
Naujas baltymas: Šis žmogaus sukurtas baltymas vieną dieną galėtų išgelbėti gyvybes, nešdamas deguonį dirbtiniu krauju. Žalios juostelės žymi keturias spiralines dirbtinio baltymo stulpelius. Struktūra leidžia patekti deguoniui, bet ne vandeniui.
Daugelį metų mokslininkai bandė sukurti dirbtinio kraujo komponentus, tikėdamiesi, kad tokia medicinos pažanga padės apeiti donorų kraujo problemas, tokias kaip užteršimas, ribotas saugojimas ir trūkumas, ir palengvinti bei greičiau atlikti kraujo perpylimą mūšio lauke. ir traumų atvejais.
Šiuo metu dauguma kraujo pakaitalų yra modifikuotos natūralaus hemoglobino versijos – pagrindinis kraujo komponentas, tiekiantis deguonį iš plaučių į likusį kūną. Tačiau tyrimai tęsiami, nes kai kurie tyrimai rodo, kad esami kraujo pakaitalai gali padidinti širdies priepuolių riziką traumų aukoms, kurios juos gavo.
„Penn“ komanda daugiausia dėmesio skyrė baltymų kūrimui nuo nulio, kurie gali pernešti deguonį ir iš esmės yra atsparūs vandeniui – tai svarbi savybė. Jei vanduo patenka į baltymą, jis sukuria tam tikrą deguonies formą, kuri išeina ir sukelia ląstelių pažeidimą.
Manau, kad tai yra reikšmingas baltymų dizaino pasiekimas, sako Romanas Boulatovas , Ilinojaus universiteto Urbana-Champaign chemijos docentas. Jie rodo, kad galima sukurti tam tikrą reaktyvumą pradedant nuo nulio. Tai suteikia jums daugiau galimybių kontroliuoti, ką galite pakeisti.
Esamų baltymų modifikavimas ne visada lemia nuspėjamą atsaką ir dažnai nepavyksta. Yra problemų dirbant su natūraliais baltymais, nes jie yra sudėtingi ir trapūs, sako Kristupas Mozeris , Penn biochemikas ir naujo tyrimo bendraautoris. Norėtume išmokti gaminti funkcinius baltymus, kurie visiškai nesusiję su natūraliais baltymais: tai leis mums ir toliau kurti daugiau funkcijų.
Penno tyrėjai panaudojo tris aminorūgštis, kad sukurtų keturių spiralių kolonėles baltymo struktūrą. Jo viduje yra mažesnė struktūra, vadinama hemu, didelę plokščią molekulę, kuri yra aktyvioji hemoglobino dalis. Heme centre yra geležies atomas, prie kurio jungiasi deguonis.
Tyrėjai taip pat padarė lanksčią baltymo struktūrą, kad ji galėtų atsidaryti, kad gautų deguonį, ir vėl užsidarytų neįsileisdama vandens. Jie tai padarė sujungdami spiralines kolonas kilpomis, kad apribotų jų judesius. Tai suteikė galutinei struktūrai žvakidės formą.
Sužinojome, kad sausus interjerus galime pagaminti iš labai paprastų baltymų, sako pagrindinis autorius P. Leslie Dutton , Penn biochemijos profesorius. Daug fermentų aktyvumo reguliuoja vandens išlaikymas nuo [vidaus]. Darbas paskelbtas naujausiame numeryje Gamta .
Norėdami naudoti dirbtinį baltymą žmogaus kūne, mokslininkai turės įsitikinti, kad jis pakankamai ilgai sulaiko deguonį, kad būtų naudingas, veiktų ląstelių aplinkoje ir būtų netoksiškas. Be to, imuninė sistema neturi identifikuoti baltymo kaip teršalo, kuris turi būti išplaunamas per inkstus, priduria. Jamesas Collmanas , Stanfordo universiteto chemijos profesorius, gaminantis sintetinius hemus, kurie jungiasi su deguonimi.
Svarbu turėti kraujo substratų, nes yra tiek daug ligų, kurias sukelia kraujotakos stoka, įskaitant trauminį kraujavimą, insultą ir širdies priepuolį, sako Howardas Levy, vyriausiasis mokslo darbuotojas Howardas Levy. Sangartas , įmonė, kurianti deguonies tiekimo agentą. Tai tikrai intensyvios terapijos medicinos duona ir sviestas.