What Is Synthetic Protein?

Synthetische eiwitten zijn door de mens gemaakte moleculen die de functie en structuur van echte eiwitten nabootsen. Eiwitten staan ​​centraal in het leven omdat ze bijna alle cellulaire processen beheersen, waaronder het initiëren van de meeste reacties die in levende cellen voorkomen. Begin 2011 bouwden wetenschappers van Princeton University de eerste kunstmatige eiwitten die in staat zijn het leven in cellen te ondersteunen.

Synthetische eiwitten hebben genetische sequenties die niet worden gezien in natuurlijke eiwitten. Het bouwen van een kunstmatig eiwit dat het leven kan ondersteunen, is significant omdat het bewijst dat de moleculaire onderdelen die nodig zijn voor het leven niet beperkt zijn tot de eiwitten en genen die in de natuur worden aangetroffen. In de natuur worden eiwitten geproduceerd uit de instructies die worden gecodeerd in cellulair DNA. Onderzoekers hebben lang gezocht naar synthetische eiwitten die fungeren als natuurlijke eiwitten voor een reeks biomedische toepassingen, waaronder therapeutische geneesmiddelen die oraal kunnen worden gegeven omdat ze niet worden afgebroken door enzymen.

Voorafgaand aan de doorbraak in 2011, Yale University onderzoekers deden baanbrekend werk waarbij ze eiwitachtige structuren creëerden met veel kenmerken van echte eiwitten. Deze omvatten uitzonderlijke stabiliteit, het vermogen om te vouwen en te ontvouwen, en een interne kern van aminozuurzijketens die water mijden.

Componenten

De identiteit en biologische activiteit van een eiwit worden gedicteerd door de unieke volgorde van aminozuren , die de bouwstenen zijn van eiwitten. Aminozuren bevatten op hun beurt atomen zoals waterstof, koolstof, stikstof, zuurstof en zwavel. Aminozuren kunnen ook synthetisch worden gemaakt. Het onderzoek bij Princeton opent de deur naar de mogelijkheid om synthetische eiwitten te maken die dezelfde functies vervullen als natuurlijke eiwitten. Princeton-onderzoeker Michael Fisher vergelijkt dit met het nemen van een zin, het veranderen van de woorden en het vervolgens testen van de zin om te zien of het ondanks de nieuwe woorden zijn betekenis behoudt, merkt de online publicatie van de universiteit, News at Princeton.

Vouwend

De aminozuursequenties in elk eiwit bepalen hoe het eiwit zich vouwt tot een driedimensionale structuur, die op zijn beurt de stabiliteit van de structuur beïnvloedt. Eiwitten moeten vouwen om te functioneren. Het maken van synthetische eiwitten kan onderzoekers helpen dit biologische proces te begrijpen. Als je dit proces begrijpt, kan het de kennis ontsluiten die onderzoekers nodig hebben om aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer te begrijpen, omdat een dwalende vouwing van eiwitten in je hersenen tot deze aandoening kan leiden. Begrijpen hoe eiwitten vouwen kunnen onderzoekers ook helpen om verbindingen te vinden die het foutief vouwen van eiwitten voorkomen.

onbeantwoorde vragen

Onderzoekers die werken aan synthetische eiwitten hopen ook te begrijpen waarom bepaalde aminozuursequenties centraal staan ​​in het menselijk bestaan, volgens naar "Genetic, Engineering and Biotechnology News." Het menselijk lichaam produceert ongeveer 100.000 verschillende eiwitten. Het Princeton-onderzoek laat echter zien dat er potentieel is voor veel meer. De vraag of deze 100.000 eiwitten op de een of andere manier speciaal zijn of dat evolutie eenvoudigweg niet is voortgeschreden om meer variëteiten te maken, blijft onbeantwoord.

Het maken van synthetische eiwitten kan onderzoekers ook helpen meer te leren over cel signalering en immuunresponsen tegen pathogenen, volgens de universiteit van Illinois.