蛋白质合成革命方式大肽在小时不天

流化学设置可以合成小超过三倍的蛋白质多肽链,可以使用传统的技术。¹这项新技术是非常快速,可用于添加自然和非自然氨基酸在蛋白质骨架上的任何位置,打开新的可能性在药物发现和材料科学。

蛋白质的化学成分所产生的适应自然氨基酸生物系统通常是有限的。虽然扩张的遗传代码使人们有可能将一些不自然的单位成蛋白质,化学方法提供的灵活性是无与伦比的。使合成蛋白质,化学家们依赖于固相多肽合成,其中包括肽链,一次一个氨基酸,聚合物树脂。但这种方法只能产生多达50个氨基酸的肽段,所以必须创建几个片段和缝合获取蛋白质。这使得该方法费时和费力。

研究项目似乎不切实际的几天前突然看起来可行

安德烈•纳德勒马克斯普朗克研究所的分子细胞生物学和遗传学

研究人员使用布拉德利Pentelute麻省理工学院的技术,我们已经克服这个限制使用流动反应器。新的自动化学协议允许他们准备了多达164个氨基酸的肽段在小时——这需要好几天的合成,然后缝合在一起的小肽使用传统的技术。之前,我们不能让长序列,我们只能使肽,“Pentelute说。“现在,我们可以做一个蛋白质的机器上,这是优化化学的结果。”

在过去的五年中,团队开发了一个自动化fast-flow蛋白质合成系统,称为Amidator,很快可以用来构建肽。²尼娜Hartrampf最近搬到苏黎世大学,瑞士,解释说,一些参数现在已经改进合成多肽链长。我们筛选不同溶剂、温度、耦合剂等等,找到一个最适合的条件每一个构建块,”她说。但我们也使用数据自动生成,并试图了解我们是否可以调整这些条件对不同的氨基酸。这是非常重要的对整个优化过程。

Pentelute补充道,反应在高温运行,90°C,扮演重要的角色。“我们发现你本质上有更好的化学反应,因为多肽,当它日益增长的坚定支持,并不总那么多。”他指出,使用流动反应器加热过程提供了更多的控制。

快速合成

用新的方法,研究人员可以添加一个氨基酸的肽链增长每半分钟。这仍然是远低于自然的最高化学合成器,核糖体,每秒可以添加多达20种氨基酸多肽链增长。但它是10倍的速度比传统的固相合成。Azin SaebiPentelute研究生的实验室,说她花了大约四个小时合成110 -氨基酸barnase,劈开RNA的细菌酶。然后你需要净化和折叠的过程,”她补充道。研究者让九个不同合成蛋白质,发现他们的结构和功能类似于那些由核糖体。

”这种方法使肽的合成速度令人印象深刻,”评论阿什拉夫四国带的以色列,他并没有参与这项研究。化学蛋白质合成的字段将在很大程度上受益于它。

安德烈·纳德勒马克斯普朗克研究所的分子细胞生物学和遗传学在德国指出固相多肽合成已经存在了几十年。“通常情况下,这些成熟的技术只看到改进,不是突然跳了三到四倍的范围,”他说。”这种新的合成策略是一种非常罕见的情况下,这就解释了科学世界的相当兴奋。研究项目似乎不切实际的几天前突然看起来可行。因此,我希望流化学方法将迅速实现在许多实验室在下一年。”

布拉德利尼尔森美国罗彻斯特大学的同意的方法将热情被蛋白质科学家。这是一个令人印象深刻的认识长期目标准备蛋白质的化学合成,总承诺加速访问为研究目的,并使蛋白质包含非规范的工程蛋白质的氨基酸,而不需要复杂的技术,”他说。但他补充说,化学蛋白质合成是昂贵的和新方法并不能解决这个问题。

Pentelute说另一个限制是蛋白质的数量,可以用当前的设置。我们赚到足够的研究实验室,但是如果我们想做一个商业产品,我们必须找出如何规模化学,这样我们可以更大,像克量。”