新的蛋白质生产过程公布

西北大学和耶鲁大学的研究人员开发了一个用户友好的技术帮助科学家理解蛋白质如何工作以及如何修复它们当它们坏了。这些知识可以为新药物铺平道路无数的疾病,包括癌症。

人体有一个俏皮的方式关闭其蛋白质和细胞改变其功能和活动:磷酸化,磷酸基的蛋白质的可逆的附件。这些“装饰”的蛋白质提供了一个巨大的各种各样的功能和所有形式的生命至关重要。所知甚少,然而,在人类这一动态过程是如何工作的。

使用一个特殊的大肠杆菌细菌,研究人员建立了一个无细胞蛋白质合成平台技术,可以生产大量的这些人类磷蛋白质科学研究。这将使科学家能够了解更多关于磷蛋白质的功能和结构,确定哪些是参与疾病。

“这种创新将帮助推进人类生物化学和生理学的理解,”迈克尔·c·朱厄特说,领导西北生化工程师团队。

麻烦磷酸化过程可以是一个标志性的疾病,比如癌症、炎症和阿尔茨海默氏症。人类蛋白质组(整个蛋白质组表达)估计磷酸化超过100000独特的网站,使磷酸化蛋白质的研究及其在疾病的一项艰巨的任务。

“我们的技术开始把这个一个容易处理的问题,”朱厄特说。“我们现在可以让这些特殊的蛋白质以前所未有的收益率,自由的设计在生物体中这是不可能的。这种创新策略的后果是巨大的。”

朱厄特,西北大学化学和生物工程副教授麦考密克工程学院,和他的团队工作与耶鲁的同事由杰西·莱因哈特。朱厄特和莱因哈特是这项研究的共同通讯作者。

合成生物学家,朱厄特使用无细胞系统创建新疗法,化学品和新材料来影响公众健康和环境。

“这项工作解决更广泛的问题:我们如何重新合成生物的细胞的蛋白质合成机制,”朱厄特说。“我们发现新的方法来利用这个机器理解基本的生物学问题,特别是蛋白质磷酸化。”

朱厄特和他的同事们结合了最先进的基因工程工具和工程生物“部分”变成了“即插即用”,无细胞蛋白表达平台。生活无细胞系统激活复杂生物系统不使用完整的细胞。原油细胞溶解产物,或提取使用。

具体地说,研究人员准备细胞溶解产物的基因记录细菌将自然界中尚未发现的氨基酸。这允许他们利用细胞工程机械和把它变成一个工厂,能够按需为新类的蛋白质。

“这制造技术将使科学家能够解密磷酸化“代码”,存在于人类的蛋白质组,“Javin p . Oza说,这项研究的主要作者,在朱厄特的实验室博士后。

为了展示他们的平台技术,游离科学家制造了一种人类激酶参与肿瘤细胞增殖和显示功能和活动。激酶是一种酶(蛋白质作为催化剂),一个磷酸基转移到蛋白质。通过这个过程,激酶激活细胞内的蛋白质的功能。激酶参与许多疾病,因此,特别感兴趣的。

“能够产生激酶的研究应该是有用的学习这些蛋白质功能和开发新类型的药物,”朱厄特说。