Proteinski origami - nova generacija umetnih bionanostruktur

Proteini predstavljajo najbolj kompleksne nanostrukture, ki v celicah opravljajo večino nalog potrebnih za življenje. Sestavljeni so iz zaporedja aminokislin, ki določajo njihovo prostorsko strukturo in lastnosti. Število možnih aminokislinskih zaporedij je skoraj neskončno, saj že za proteine dolge 64 aminokislin število kombinacij presega število atomov v vesolju. Načrtovanje proteinov otežujejo tudi izjemno zapletena pravila za zvijanje proteinov.

Raziskovalci Odseka za sintezno biologijo in imunologijo na Kemijskem inštitutu so pod vodstvom prof. dr. Romana Jerale uspešno razrešili delček uganke zvijanja proteinov. Iznašli so metodo, ki omogoča načrtovanje poljubnih proteinskih kletk, ki se samodejno sestavijo v načrtovano obliko. Metodo so, po navdihu Japonske umetnosti zvijanja papirja, poimenovali »proteinski origami z uporabo obvitih vijačnic«.

Raziskovalci so naredili tri glavne oblike kletk: tetraeder, kvadratno piramido in trikotno prizmo, ki je največji umetno načrtovan protein iz ene verige in vsebuje več kot 700 aminokislin. Dokazali so, da se kletke pravilno zvijejo v bakterijskih in človeških celicah ter celo živih miškah, kjer ne povzročajo vnetja ali drugih neželenih odzivov. S kombinacijo eksperimentalnih tehnik (SAXS in elektronska mikroskopija), so pokazali, da se ti proteini dejansko zvijejo v načrtovane oblike kletk. Velikost ene stranice kletke znaša 5 nanometrov.

Rezultate so objavili v znanstveni reviji Nature Biotechnology v članku z naslovom »Design of coiled-coil protein origami cages that self-assemble in vitro and in vivo« (http://dx.doi.org/10.1038/nbt.3994). Avtorji raziskave menijo, da imajo tovrstne proteinske kletke velik potencial za uporabo za dostavo zdravil, tvorbo sodobnih cepiv, katalizo kemijskih reakcij, snovanje funkcionalnih materialov in konstruiranje senzorjev.

Link CoCoPOD: https://github.com/NIC-SBI/CC_protein_origami

Nov katalitični mehanizem družine glikozid hidrolaz prikazan na avtolizinu E iz bakterije Staphylococcus aureus

Glikozidne hidrolaze (GH) so široko razširjeni encimi, ki imajo v naravi raznolike vloge; od...

Ljubljana, 16.04.2018
Stekla iz kovinsko-organskih materialov

Raziskovalca z Odseka za anorgansko kemijo in tehnologijo (D09) sta sodelovala pri študiji nove...

Ljubljana, 13.03.2018
Nova metoda vpogleda v delovanje organskih katodnih materialov

Organski katodni materiali so zaradi delovanja v različnih akumulatorskih sistemih kot so litijevi,...

Ljubljana, 15.02.2018
Odkritje prenosa signalnih kompleksov iz rakavih celic s pomočjo zunajceličnih veziklov

Celice reagirajo na spremembe v okolju preko prenosa signalov, ki sprožijo procese, kot je npr....

Ljubljana, 24.01.2018
O fononih in povečanju vodnega pretoka v ogljikovih nanocevkah

Fascinantna fizika transporta vode skozi ogljikove nanocevke je vzbudila številne študije, ki...

Ljubljana, 11.12.2017