Výskumný pracovník; cívka; Varené vaječné biele - dvojstupňový proces rozkladá nahromadené proteíny
Dvojstupňový proces rozdeľuje hrudkovité proteíny za pár minút
Vedcom sa podarilo zdanlivo nemožné: „uvarili“ uvarený vaječný bielok a vrátili ho do pôvodného nedenaturovaného stavu. Dvojkrokový proces rozpadne zhromaždené proteíny v priebehu niekoľkých minút. Mohli by preto výrazne zjednodušiť produkciu a spracovanie bielkovín v medicíne aj vo výrobe potravín, ako vysvetľujú vedci.
Bielkoviny nie sú tepelne stabilné: ak sú príliš zahrievané, menia svoju štruktúru a denaturáciu. Poradie ich základných stavebných blokov, aminokyselín, zostáva rovnaké, ale pôvodné trojrozmerné skladanie sa stratilo - a s tým spravidla aj funkcia bielkovín. Klasickým príkladom takejto denaturácie je vaječný bielok z kuracieho vajca: slizký a priehľadný pred varením, po varení tvrdý a biely.
Táto denaturácia sa predtým považovala za nezvratnú - po strate sa proteín nemôže vrátiť do pôvodnej štruktúry. Americkým vedcom a ich austrálskym kolegom sa to však teraz podarilo. „Skutočne sme našli spôsob, ako uvariť kuracie vajce,“ hovorí hlavný autor Gregory Weiss z Kalifornskej univerzity v Irvine.
Najskôr uvoľnite, potom natiahnite
Váš experiment začína vaječným bielkom, ktoré bolo varené pri teplote 90 stupňov po dobu 20 minút. Vďaka tomu sú proteíny, ktoré obsahuje, denaturované, vrátane enzýmu lyzozým, ktorý je dôležitý na obranu proti patogénom. V prvom kroku vedci používajú látku obsahujúcu močovinu, ktorá tuhý materiál opäť skvapalňuje. Avšak proteíny v tomto roztoku sú stále nerozpustné agregované a teda nepoužiteľné.
Na ich obnovenie používajú vedci druhý krok: podrobia proteíny, ktoré sú uzavreté v tenkom mikrofluidnom filme, podrobené rozťahovaniu v akejsi odstredivke. Rýchly pohyb vytvára víry, ktoré zase vyvíjajú šmykové sily na proteíny. To ich prinúti späť do rozmotanej, funkčnej formy.
Odmotá sa za pár minút
Táto metóda by mohla transformovať produkciu bielkovín na priemyselné a výskumné účely, “uvádzajú vedci. Doteraz bolo možné denaturované proteíny oddeliť iba veľmi ťažko, ak vôbec, zložitým procesom, ktorý trvá niekoľko dní. „Náš nový proces na druhej strane trvá len pár minút,“ hovorí Weiss.
Výhody novej metódy preto idú nad rámec kuracích bielkovín. „Existuje veľa prípadov, keď získate zhlukové proteíny, ktoré potom musíte pracne odvíjať zo spodnej časti skúmaviek,“ hovorí Weiss. Ak sa dá tento materiál vrátiť do riešenia a dať do funkčnej štruktúry, ušetrí to úsilie a bude možné umožniť úplne nové procesy.
Výhody pre lekársky a potravinársky priemysel
Vedci vysvetľujú, že rozpletenie bielkovín by malo okrem iného praktické využitie v medicíne. Pri liečbe rakoviny sa doteraz museli niekedy vyrábať protilátkové prípravky v drahých bunkách vaječníkov škrečka, pretože podiel nesprávne zložených a zhlukovaných proteínov v nich je obzvlášť nízky. Ak by sa mohli protilátkové proteíny aj neskôr rozmotať, na výrobu týchto účinných látok by sa mohli použiť aj kvasinkové bunky alebo ľahšie kultivovateľné baktérie Escherichia coli.
Ale bielkoviny a ich denaturácia zohrávajú dôležitú úlohu aj pri výrobe syrov a iných potravín. Vedci už požiadali o patent na svoj nový postup. (ChemBioChem, 2015; doi: 10,1002/cbic.201402427)
(Kalifornská univerzita - Irvine, 29. januára 2015 - NPO)