Новости химической науки > Биологический антифриз получен химическим путем

Ученые из Новой Зеландии и США синтезировали белок, замедляющий рост кристаллов льда в организме антарктической рыбы.

Антифризы – это химические добавки, которые используются с целью понижения температуры замерзания воды. Несмотря на то, что этиленгликоль широко применяется в качестве антифриза в транспортных средствах, это химическое вещество является токсичным и не может использоваться в продуктах питания. Белки-антифризы представляют собой нетоксичную альтернативу и на сегодняшний день уже добавляются в некоторые сорта мороженого для улучшения его текстуры за счет контролируемого роста кристаллов льда.

Рисунок из Org. Biomol. Chem., 2013, 11, 4935

Белок, состоящий из 132 аминокислотных остатков, названный белком, усиливающим морозоустойчивость [antifreeze potentiating protein (AFPP)], недавно был выделен из организма антарктической рыбы. Белок AFPP усиливает эффект морозоустойчивости известных антифризов-гликопротеидов за счет связывания с кристаллами льда. Однако, белок AFPP сложно выделять и очищать в количествах достаточных для широкомасштабного применения. Химический синтез белка AFPP позволил бы организовать его крупномасштабное производство. Это бы также дало возможность ученым вводить метки в белок AFPP для дальнейшего изучения механизма его работы.

Маргарет Бримбл (Margaret Brimble) и Клайв Эванс (Clive Evans) из Оклендского университета вместе со своими коллегами разработали конвергентную химическую стратегию получения белка AFPP. Для улучшения обработки и очистки промежуточных пептидов в синтезе белка AFPP применялись метки, увеличивающие растворимость интермедиатов, поскольку сам белок AFPP не очень хорошо растворим в водных растворах и склонен к агрегации.

Идо Браславски (Ido Braslavsky), эксперт в области белков-антифризов из Еврейского университета в Иерусалиме в Израиле, говорит, что полный синтез аналогов белка AFPP представляет собой нетривиальную задачу. Белок AFPP может считаться важной частью головоломки по выяснению того, как эти белки защищают рыбу от роста ледяных кристаллов, и как с точки зрения основного механизма их действия в качестве ингибиторов образования льда, и как часть физиологического пути удаления кристаллов льда из организма рыбы.

Бримбл намеревается опираться на полученные результаты при определении набора генной последовательности, кодирующей экспрессию различных разновидностей белка AFPP у разных видов антарктических рыб. Есть надежда, что эти белки могут быть синтезированы для дальнейшего изучения. Это позволит проводить синтетически манипуляции со структурами, чтобы в итоге получить белки с наиболее высокой активностью.

Источник: Org. Biomol. Chem., 2013, 11, 4935; DOI: 10.1039/c3ob41066h

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