自动化的多肽合成流

制造小的蛋白质被称为肽通常是非常耗时的,减缓了发展新肽药物的疾病,如癌症、糖尿病和细菌感染。

帮助加快生产流程,麻省理工学院的研究人员设计了一种机器,可以迅速产生大量定制的肽。他们的新桌面机器可以形成氨基酸之间的联系,建筑块的蛋白质,在37秒,需要不到一个小时生成完整的肽分子包含多达60个氨基酸。

“你可以在任何你想要的氨基酸拨号,和机器开始印刷这些缩氨酸的速度比世界上任何机器,”布拉德利Pentelute说,麻省理工学院的化学副教授Pfizer-Laubach职业发展的。

这项技术可以帮助研究人员迅速产生新的肽药物测试各种各样的疾病,同时也提高的可能性,容易为患者个体生产定制的癌症疫苗。

Pentelute是一篇文章的资深作者描述新系统在2月27日出版的《自然化学生物学。该论文的主要作者研究生亚历山大Mijalis和戴尔托马斯;其他作者是马克西蒙,研究生研究助理安德里亚·阿达莫瑞恩•博蒙特和沃伦·k·刘易斯的化学工程教授Klavs詹森。

快流

使用传统肽生产技术,20多年前开发的,大约需要一个小时来执行所需的化学反应添加每一个氨基酸的肽链。

Pentelute,詹森和他们的同事们,几年前设计一种更快的方法基于一个新的制造方法称为流化学。在这种策略下,通过一系列的化学物质流模块,每执行一步整体合成。

团队的第一个版本基于流程的多肽合成的机器,2014年报告,加快这个过程大约3分钟/肽键。在他们最近的努力,研究人员希望使合成更快通过自动化的过程。在早期版本中,跑步机的人不得不手动泵氨基酸的存储瓶,但新机器自动化这一步。

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“我们关注当我们着手设计自动化的机器是由计算机控制的所有步骤,这将消除人为错误和不可靠的与别人做这个过程,“Mijalis说。

一旦用户输入所需的氨基酸序列,氨基酸是泵,以正确的顺序,一个模块在短暂加热到90摄氏度,使他们更多的化学反应。被激活后,氨基酸流入一个室,他们被添加到日益增长的肽链。

“这是一个迭代过程,你建立这个分子链,由一块一块,“Mijalis说。

每个氨基酸添加到链,研究者可以测量是多少正确的分析的废物流入的最后室设备。当前机器高度每个氨基酸链效率约为99%。

“在我看来,这种方法开启了一场肽库的生成,使更完整的构效关系的生物活性肽在几天内,以及这种化学方法扩展到小蛋白质和蛋白质的合成领域,”Paul Alewood说,一个研究小组领导人在昆士兰大学的化学和结构生物学研究所分子生物科学。

“这在学术界和工业界都将使用商用仪器化学被广泛可用,“Alewood说,他没有参与这项研究。

个性化的化学

合成后,小肽可以连接在一起形成更大的蛋白质。到目前为止,研究人员让艾滋病毒产生的蛋白质,抗冻蛋白的片段(这有助于生物生存的极端寒冷),和蜗牛分泌的毒素。他们也致力于复制从其他动物毒素,具有潜在使用止痛药,血液稀释剂,或凝血剂。他们也有抗菌肽,科学家正在探索作为一个可能的新类的抗生素药物。

另一个可能的申请新机器是生成肽,可以作为个性化的癌症疫苗针对独特的蛋白质中发现个别病人的肿瘤。“这正是我们的机器,这让他们在尺度上都可以满足这一需求个性化的癌症疫苗,”Pentelute说。

麻省理工学院的团队也适应这种技术感兴趣的其他分子构建模块的串联在一起,长链,如聚合物和寡核苷酸(股RNA或DNA)。

“我们可以开始思考一个个性化的化学机器,“Pentelute说。“这是模块化的,适应各种各样的其他化学反应。”

这篇文章被转载材料所提供的麻省理工学院。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。