Воскрешені білки виявилися вдвічі активнішими за звичайні

Вчені з Університету ІТМО та Єврейського університету в Єрусалимі відкрили новий спосіб «воскресіння» білків після температурної денатурації заснований на відновленні структури під дією наночастинок оксиду алюмінію. Активність ренатурованих за цим методом білків майже вдвічі перевищує початкову. Робота опублікована в.

Суть запропонованого методу ренатурації білків полягає в додаванні до денатурованого білка (автори використовували карбонову ангідразу) колоїдного розчину наночастинок оксиду алюмінію і подальшої вакуумної сушки. Дослідники виділяють три стадії в процесі ренатурації: на першій заплутані білкові агрегати прикріплюються до поверхні наночастинок оксиду алюмінію, на другій відбувається полімерізація частинок золя з утворенням тривимірної структури гелю, в якій достатньо місця для перебудування пептидних ланцюгів до оптимальної геометрії, і на заключній стадії утворюється структура ксерогеля (геля, з якого видалена вся рідина).

Дослідження активності ренатурованих білків дало несподівані результати. Автори виявили, що воскреслі білки на 180 відсотків ефективніші за своїх нативних попередників, у зв'язку з чим автори назвали це явище «ефектом фенікса». За словами Володимира Виноградова, у кожного білка є активний центр, що займає лише 5-10 відсотків площі, все інше ж являє собою своєрідний баласт. При ренатурації молекули білка внаслідок кулонівської взаємодії шикуються хвостом ланцюга до наночастинки, а активним центром від неї, в результаті чого активний центр виявляється максимально доступним для взаємодії з субстратом. Якщо проводити процедуру не з денатурованим, а з нативним білком, то виявляється, що неможливо керувати положенням активного центру білка.

За словами співавтора дослідження Давида Авніра, відкриття може бути використано для оптимізації виробництва ліків, оскільки більшість сучасних білкових ліків, отриманих з живих клітин, містить лише 20 відсотків придатних до використання нативних білків, а решта 80 являють собою так звані тіла включення - ті ж білки, тільки в денатурованій формі. Переведення цих білків в активну форму дозволило б значно підвищити ефективність ліків, а також значно здешевити їх виробництво.