Новый метод включения структурно необычных аминокислот в белки

Биохимики из Лаборатории молекулярной биологии Совета по медицинским исследованиям в Кембридже разработали новый метод включения структурно необычных аминокислот в белки с помощью бактерий. Метод описан в журнале Nature.

ДНК кодирует всего 20 аминокислот — строительных блоков для всех белков живых организмов. Это так называемые альфа-аминокислоты. Предыдущие исследования также предполагали, что полезные соединения можно было бы создавать с помощью метода производства белков с использованием бета-аминокислот. Возможные применения включают разработку новых видов лекарств и, возможно, новых катализаторов для производственных процессов.

Подобные белки создавались с помощью лабораторного синтеза, но учёные предпочли бы более естественный подход, который был бы дешевле и эффективнее. Для этого требуется техника, позволяющая живой клетке производить нужный белок с использованием бета-аминокислоты.

Предыдущие исследования показывают, что для этого сначала нужно доставить аминокислоту в рибосому клетки, а затем заставить рибосому включить её в белок. Некоторые специалисты сравнивают этот процесс с загрузкой вагонов и их сцепкой.

В новой работе исследователи достигли этого, изменив работу белкового аппарата бактерии так, чтобы он мог использовать новые виды аминокислот для сборки нужных белков.

Работа включала создание мутировавших генов для ферментов, которые, в свою очередь, загружают нужную аминокислоту на фрагменты транспортной РНК (тРНК). Оттуда они попадают в рибосому и связываются с последовательностями матричной РНК (мРНК). После этого рибосома снимает аминокислоты и соединяет их в цепочки для нового белка. Используя этот подход, исследовательской группе удалось включить четыре экзотические аминокислоты в белок.