Пятница, 23 февраля, 2024
ДомойНаукаУченые используют «сверхсилу» цветка для создания инновационных методов лечения лекарств

Ученые используют «сверхсилу» цветка для создания инновационных методов лечения лекарств

- Advertisement -

Исследователи из Университета Бата разработали более экологичный, простой и дешевый метод разработки лекарств с использованием фермента цветка. Похоже на Олденленд для производства стабильных циклических белков и пептидов, потенциально революционизирующих фармацевтическое производство и применимых в различных отраслях промышленности. Кредит: Питер Уоррен

Ученые из Университета Бата использовали природу в качестве вдохновения при разработке нового инструмента, который поможет исследователям разрабатывать новые фармацевтические методы лечения более чистым, экологичным и менее дорогим способом.

Медикаментозное лечение часто действует путем связывания с белками, которые играют роль в заболеваниях, тем самым подавляя их функцию. Этот процесс может либо облегчить симптомы, либо непосредственно вылечить заболевание.

Вместо того, чтобы полагаться на традиционные низкомолекулярные лекарства, которые часто с трудом нарушают взаимодействие белков, фармацевтическая промышленность изучает возможность использования небольших белков, называемых «пептидами». Эти пептиды действуют аналогичным образом, предлагая потенциально более эффективный способ блокировать эти взаимодействия.

Проблемы с пептидами и белками

Однако из пептидов и белков часто получаются не очень хорошие лекарства, поскольку их трехмерные структуры могут разрушаться, они чувствительны к высокой температуре и их бывает трудно проникнуть внутрь клеток организма, где обнаружено множество интересных, но сложных мишеней для лекарств.

Теперь ученые из Университета Бата разработали способ обойти эту проблему; обычно белки и пептидные цепи имеют начало и конец — соединяя эти свободные концы вместе, можно создавать очень жесткие «циклические» белки и пептиды, что улучшает термическую и химическую стабильность, а также облегчает их доставку в клетки.

Использование растительных ферментов для массового производства

Они взяли фермент под названием OaAEP1 из связанные с Олденлендом, маленький фиолетовый цветок, растущий в тропиках, и модифицировали его перед тем, как перенести в бактериальные клетки. Эти бактериальные культуры были выращены таким образом, чтобы они могли массово производить белок, одновременно соединяя концы за один этап.

Растения могут осуществлять этот процесс естественным путем, но он медленный и малоурожайный. В качестве альтернативы циклизацию можно провести химическим путем, выделив фермент и затем смешав несколько реагентов в пробирке, но это требует нескольких этапов и использования токсичных химических растворителей.

Более простая и дешевая бактериальная система

Помещение всего процесса в бактериальную систему увеличивает выход, использует более устойчивые биологически чистые реагенты и требует меньше шагов. Поэтому это намного проще и дешевле.

Чтобы продемонстрировать этот подход, ученые применили свою бактериальную технологию OaAEP1 к белку под названием DHFR и обнаружили, что объединение его головного и хвостового концов делает его более устойчивым к изменениям температуры, сохраняя при этом свою нормальную функцию.

Экспертные взгляды на прогресс

Профессор Джоди Мейсон с факультета естественных наук Университета Бата сказал: «Белки и пептиды, как правило, весьма чувствительны к теплу, но циклизация делает их гораздо более устойчивыми. Олденленд Растение естественным образом вырабатывает циклические белки как часть защитного механизма для отпугивания хищников. Поэтому мы использовали эту сверхсилу цветка, модифицировав OaAEP1 и объединив его с существующей технологией производства бактериального белка, чтобы создать действительно мощный инструмент, который поможет индустрии разработки лекарств».

Доктор Саймон Тан, научный сотрудник факультета биологических наук Университета Бата, сказал: «Белки и пептиды очень многообещающи в качестве кандидатов на лекарства, но серьезным узким местом для разработки новых терапевтических методов лечения является производство достаточного количества веществ, чтобы достичь пациентов без астрономических затрат.

«Наш новый процесс позволяет бактериям выполнять всю работу – в результате он становится чище и экологичнее, а поскольку он состоит из меньшего количества этапов, его гораздо проще выполнять. Мы очень воодушевлены потенциальным применением этого не только в фармацевтической промышленности, но и в других отраслях, таких как пищевая промышленность, производство моющих средств, биотехнологии и производство биоэнергии».

Ссылка: «Внутриклеточное применение аспарагинилэндопептидазы для производства рекомбинантных циклических белков от головы к хвосту», Т.М. Саймон Танг и Джоди М. Мейсон, 20 ноября 2023 г., ДЖАКС Ау.
DOI: 10.1021/jacsau.3c00591

Исследователи подали патент на эту методику.

Исследование финансировалось Исследовательским советом по биотехнологиям и биологическим наукам.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме