Новости химической науки > Генетический код версия 2.0

Создание искусственных белков играет существенную роль, как для фундаментальных научных исследований, так и для различного рода практических приложений.

Внедрение синтетических аминокислот в белки (достигающееся за счет изменения генетического кода) позволяет модифицировать существующие свойства модифицируемых белков, а также способствовать появлению новых, расширяя возможные границы применения этих биологических полимеров.

Впервые в ходе одного эксперимента исследователям удалось встроить в белок сразу три различные непротеиногенные синтетические аминокислоты. (Рисунок из Angew. Chem. Int. Ed., 2010, DOI:10.1002/anie.201000439)

Исследователям из Института Биохимии Макса Планка (MPIB, Мартиншрид, Германия) принадлежит очередной существенный прорыв в создании «искусственного генетического кода» и искусственных белков – впервые в ходе одного эксперимента им удалось встроить в белок сразу три различные непротеиногенные синтетические аминокислоты.

Как сказал классик – «Жизнь - это способ существования белковых тел». Трудно переоценить роль белков в нашем организме. Белки отвечают за транспортные функции, применяются организмом для коммуникации отдельных органелл клетки или различных клеток многоклеточного организма, катализируют процессы обмена веществ. Белки являются продуктами биологической поликонденсации аминокислот, их последовательность в том или ином белке определяет биологическую роль той или иной молекулы белка и задается генетическим кодом. «Превращение» генетического кода в молекулу белка (процесс внутриклеточного синтеза белка – трансляция) происходит с участием молекул нуклеиновых кислот и белков-ферментов. В составе белков природного происхождения встречаются остатки лишь 20 аминокислот (протеиногенные аминокислоты), помимо этого «белкового алфавита» из различных организмов было выделено еще несколько сотен аминокислот, естественно, что новые аминокислоты можно получить и в лабораторных условиях.

Очевидно, что внедрение в белок аминокислотных остатков, не принадлежащих к классическим протеиногенным аминокислотам, должно придавать белкам совершенно новые структурные и биохимические свойства. До настоящего времени исследователям в ходе одного эксперимента удавалось встроить в белок остаток лишь одной аминокислоты, таким образом существовавшая методика позволяла единожды менять лишь одну какую-либо характеристику белка.

Недилижко Будиса (Nediljko Budisa), руководитель исследовательской группы из MPIB добился существенных успехов в разработке новых методик создания искусственного генетического кода. Исследователям удалось заменить три природных аминокислотных остатка синтетическими в ходе одного эксперимента. Будиса радостно заявляет, что полученные в его группе результаты позволяют говорить о том, что исследования, посвященные расширению возможностей природного генетического кода и созданию генетического кода искусственного, переходят в новую фазу.

Метод, разработанный в группе Будисы, может оказаться очень важным в практическом отношении, так как демонстрация возможности получения искусственных белков с помощью изменения генетического кода закладывает фундамент для разработки новых технологий. При внедрении в белок ему передаются свойства синтетических аминокислот. Таким образом, новый метод позволит синтезировать новые классы продуктов, химический и биохимический синтез которых до настоящего времени был невозможен обычными методами, основанными на применении лишь 20 протеиногенных аминокислот. Будиса замечает, что предложенный им метод в будущем позволит получать белки с желаемыми свойствами.

Источник: Angew. Chem. Int. Ed., 2010, DOI:10.1002/anie.201000439

метки статьи: #биохимия, #медицинская химия, #молекулярная биология, #органическая химия, #органический синтез