Kunstig enzym kan aktivere et genbryter

DOCUMENTAL,ALIMENTACION , SOMOS LO QUE COMEMOS,FEEDING (Juni 2019).

Anonim

Komplekse reaksjonskaskader kan utløses i kunstige molekylære systemer: Sveitsiske forskere har konstruert et enzym som kan trenge inn i en pattedyrcelle og akselerere frigivelsen av et hormon. Dette aktiverer deretter en genbryter som utløser opprettelsen av et fluorescerende protein. Funnene ble rapportert av forskere fra NCCR Molecular Systems Engineering, ledet av University of Basel og ETH Zürich.

Naturen er avhengig av enzymer for å akselerere energiintensive biokjemiske reaksjoner som er nødvendige for bevaring av livet. Naturlige enzymer er imidlertid ikke alle like egnet for alle reaksjonstyper. Kunstig opprettede katalysatorer er mye mer allsidige, da de kan fremme mange flere kjemiske synteseprosesser.

Det er derfor stort potensial for å innføre kunstige katalysatorer i levende celler og organer for å modifisere cellefunksjoner på et genetisk nivå eller å skape et stoff fra en ufarlig forløper i selve cellen. Imidlertid fungerer slike katalysatorer ofte bare under strengt kontrollerte forhold som er nesten umulige å oppnå i levende celler.

Kaskade av kunstige komponenter

For å overvinne denne begrensningen utviklet forskere fra Universitetene i Basel (Professor Thomas Ward) og Genève (Professor Stefan Matile) og fra ETH Zürich (Professor Martin Fussenegger) en liten molekylkatalysator som kan kontrollere en genbryter. Hvis denne bryteren er aktivert, utløses den ønskede cellefunksjonen.

For den nåværende studien produserte forskerne et metalloenzym - et biokompatibelt protein der et katalytisk aktivt metallfragment (i dette tilfellet ruthenium) er innarbeidet. Med denne metoden lyktes de for første gang i å utvikle et kunstig metalloenzym som var i stand til å trenge inn i en pattedyrcelle.

En gang i cellen utgjorde metalloenzymet - som en trojansk hest - sin katalytiske funksjon og akselerert produksjonen av et bestemt skjoldbruskhormon. Dette hormonet aktiverte deretter en syntetisk genbryter som førte til etableringen av et fluorescerende protein kalt luciferase.

En ny type kjemi i levende organismer

Studien, publisert i Nature Communications, demonstrerer muligheten for en innovativ tilnærming som retter seg mot utvikling av cellefunksjoner og har som mål å utfylle tradisjonelle biokjemiske prosesser. Arbeidet er et godt eksempel på mulighetene som tilbys av kombinasjonen av syntetisk biologi og organometallisk kjemi for kontroll av cellefunksjoner i levende organismer.

menu
menu