阻断病毒和肿瘤细胞上的糖结构
生物化学教授阿恩斯凯拉领导的实验室致力于设计用于治疗应用的人工结合蛋白。该实验室目前的研究成果为开发新型的生物糖结构结合蛋白铺平了道路,这种蛋白在癌症和传染病中起着重要作用。
识别生物糖结构
斯科拉教授解释说:"识别特定糖分子或所谓的碳水化合物在许多生物过程中至关重要。"大多数细胞带有标记,该标记由糖链组成,该糖链附着在细胞膜的外部或膜蛋白上,从而使人体能够识别这些细胞的位置或某些细胞是否是外来的。病原体也具有自身的糖结构,或者它们可以与之结合。
在细胞内执行多种功能的蛋白质通常仅对糖具有低亲和力。因此,它们的分子识别提出了挑战。原因:水分子看起来与糖分子相似,这意味着它们基本上隐藏在细胞的水环境中。因此斯克拉教授的研究小组着手设计一种具有独特化学组成的人工结合蛋白,从而使其更易于与生物糖结构结合。
硼酸基团被实现为蛋白质的氨基酸
氨基酸是蛋白质的基础。通常,大自然在所有生物中仅使用20个氨基酸。研究人员卡丽娜萨默报告说:"利用合成生物学开辟的可能性,我们使用了一种额外的人工氨基酸。"
"我们已经成功地将对糖分子具有内在亲和力的硼酸基团整合到蛋白质的氨基酸链中。这样做,我们创造了一种全新的糖分子结合蛋白类,“索默解释说。就强度和可能的糖特异性而言,这种人工糖结合功能优于天然结合蛋白(所谓的凝集素)。
斯科拉教授说:"硼酸及其衍生物的糖结合活性已经有近一个世纪的历史了。""硼是地球上常见的化学元素,毒性低,但到目前为止,有机物仍未对其进行充分探索。"
科学家安德烈亚斯艾辛格博士解释说:"通过X射线晶体学,我们已经成功阐明了这种人工蛋白质模型复合物的晶体结构,这使我们能够验证我们的生物分子概念。"
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