Специальные протеины помогут справиться с последствиями химнападения

По мнению учёных, разработанные с помощью компьютерного моделирования протеины могли бы защитить организм от последствий применения боевого химического оружия, такого как нервно-паралитический газ, а кроме того, оказать содействие в очистке местности от токсических загрязнений.

Кластерная бомба, начинённая шариками с зарином (фото U.S. Army / Wikimedia Commons).

Компьютерное моделирование протеинов развивается очень активно. Но это мало относится к протеинам, содержащим ионы металлов, таких как, например, гемоглобин, способствующий переносу кислорода в организме за счёт иона железа. В этой области компьютерный конь почти не валялся.

Группа учёных под руководством Сагара Харе из Вашингтонского университета (США) решила восполнить этот явный пробел и смоделировать дизайн цинксодержащего протеина, который способен разлагать молекулы, подобные зарину, блокирующему работу ферментов нервной системы.

Для начала учёные проанализировали около 150 известных цинксодержащих ферментов. Эта часть работы помогла им идентифицировать 12 протеинов, имевших легко модифицируемые структуры, которые можно было бы обучить проводить новые, не свойственные изначальному протеину реакции.

Зарин относится к группе фосфорорганических соединений. В неё также входит множество обыденных пестицидов и других загрязнителей, которые так любят использовать для борьбы с вредителями и высокие концентрации которых затем обнаруживаются в сточных водах. К сожалению, мудрая природа не имеет достойного катализатора, способного эффективно участвовать в разложении таких соединений. Она просто не успела адаптироваться к новому вызову. По словам г-на Харе, его группа лишь попробовала помочь природе ускорить процесс деградации таких ядов.

Результатом исследования, вобравшего в себя анализ существующих металлопротеинов, выборку оптимального для модификации и компьютерный дизайн, стал собственно синтез.

Один из смоделированных новых протеинов, синтезированный из мышиного протеина, показал в 10 раз более высокую эффективность в реакции по деградации фосфорорганического соединения, аналогичного зарину. По словам авторов, достигнутый результат явился по сути чем-то вроде «доказательства работоспособности концепции» или «пробного шара», поскольку конкретная модификация протеина не была оптимизирована под зарин.

Следующим шагом в исследовании, говорит г-н Харе, будет разработка специфических катализаторов для каждого типа отравляющих веществ. Тем более что первые и весьма обнадеживающие результаты уже получены.

Подробно с деталями работы можно ознакомиться в последнем выпуске журнала Nature Chemical Biology.

Подготовлено по материалам Scientific American.

Каждый день слушайте итоговый подкаст Свободного Радио «Компьюлента»!

blog comments powered by Disqus