Wissenschaftler oft erstellen neue protein-Moleküle durch die Bespannung Gruppen von Aminosäuren zusammen. Diese Ketten von Aminosäuren, Polypeptide genannt, sind die Bausteine benötigt, die in Droge Entwicklung und die Schaffung von neuen Biomaterialien.
Der Prozess für die Gebäude-Polypeptide ist schwierig, jedoch. Forscher berichten, dass Sie entwickelt haben, eine schnellere, einfachere und billigere Methode für die Herstellung der neuen Polypeptide als zuvor verfügbar war. Der neue Ansatz nutzt einen optimierten Prozess, reinigt die Aminosäure-Vorstufen und baut die Polypeptide in der gleichen Zeit, im Gegensatz zu früheren Methoden, in denen die Prozesse wurden getrennt, mühsam und zeitaufwändig.
Traditionell machen Polypeptid-Ketten wurde ein sehr komplizierter Prozess, sagte Universität von Illinois-materials science and engineering professor Jianjun Cheng, wer führte die neue Forschung. Die Synthese und Reinigung der Aminosäure-Vorstufen, nämlich N-carboxyanhydride oder NCA, erfordert die Tage der mühsamen Anstrengung, und der Aufbau der Polypeptid-Ketten dauert Stunden bis Tage, sagte er.
„Das Feld ist nie gewachsen, zum Teil, weil die Synthese von polypeptiden ist so kompliziert,“ Cheng sagte. „NCA hat eine Menge von Verunreinigungen, die schwer zu entfernen sind. Bis jetzt ist die Synthese von high-quality-Polypeptide erforderlich hochreines NCA.“
In biologischen Zellen, Enzyme, sogenannte Ribozyme join Aminosäuren bilden Proteine, Cheng sagte. Dieser Prozess findet in Gegenwart von Wasser, Salz und zahlreichen anderen Molekülen. Replizieren dieser Prozess im Labor ist sehr schwierig, aber. Aktuelle Methoden erfordern, dass Forscher zu gereinigt NCA-Moleküle und zu bauen, die Ketten in eine wasserfreie Umgebung.
Cheng und seine Kollegen zeichnete inspiration von Ribozyme, die excel zu machen, die Aminosäure-Ketten schnell beim isolieren von der zellulären Umgebung. Das team entwickelte ein system, das imitiert die ribozym-Funktion, der Aufbau der Aminosäure-Ketten schnell, während das entfernen Sie alle Moleküle, die Sie kontaminieren könnten das system. Dies ermöglicht es dem Forscher, bauen Sie die gewünschte Ketten mit EWB, die nicht rein sind.
„Dies ist das erste mal seit der Entdeckung der NCA-Molekül im Jahre 1906, dass wir in der Lage gewesen zu bauen, lange Ketten mit nicht-gereinigtes NCA,“ Cheng sagte.
„Ich arbeitete auf der NCA-Aufreinigung für mehrere Jahre und fand es sehr schmerzhaft ist, weil der Prozess benötigte Wasser-freien Bedingungen und war technisch anspruchsvoll“, sagte Postdoktorand Ziyuan Lied, ein Mitglied des Cheng ‚ s lab. „Das ist, warum es nicht viele Forschergruppen arbeiten in diesem Bereich. Mit dieser Methode können wir mehr Menschen zu verbinden und zu finden mehr Bewerbungen.“
Die Methode kann verwendet werden, in der Chemie, Biologie und Industrie, in denen das protein-Ketten, werden routinemäßig verwendet, die als Bausteine für den Aufbau von nützlichen Moleküle, die Forscher sagte.
„Zuvor, das Feld benötigt spezialisierte Chemiker wie uns die Bausteine,“ Cheng sagte. „Unsere neue Protokoll erlaubt, kann jeder mit grundlegenden Chemie-Fähigkeiten zu bauen, die die gewünschten Polypeptide in ein paar Stunden.“
Die Forscher untersuchen, wie Sie scale-up-Prozess und entdecken Sie die vollständige Palette von chemischen und biologischen Anwendungen der neue Ansatz ermöglicht.
Die Forscher berichten über Ihre Ergebnisse in den Proceedings of the National Academy of Sciences.
Die National Science Foundation und National Institutes of Health unterstützt diese Arbeit.