Navodila za gradnjo molekularnega nosu

Raziskovalci vgrajujejo receptorje za vonj v umetne membrane

Sintetična membrana z integrirano molekulo receptorjev vonja © Max Planck Institute for Polymer Research
prebral

Umetni nos bi bil včasih v veliko pomoč: takšen biosenzor lahko izdihne strupe, eksplozive ali droge. Raziskovalci so zdaj predstavili gradbeni priročnik o tem, kako lahko membranske beljakovine, ki delujejo kot receptorji v celicah in tako kot biosenzorji, vključijo v umetne strukture. Znanstvenikom je že uspelo vstaviti take membranske beljakovine neposredno v umetne lipidne membrane.

Čutila živih bitij delujejo z različnimi mehanizmi: Med drugim uporabljajo membranske beljakovine kot receptorje. Zdaj so znanstveniki z Inštituta za polimerne raziskave Max Planck in Inštituta za biokemijo Max Planck izdelali biosenzorje tako, da so takšne beljakovine vgradili v umetne strukture. Sinteza beljakovin brez celic jim je zagotovila membranske beljakovine - neposredno iz genetskih informacij, ki so bile dodane celičnemu ekstraktu.

Netopnost v vodi kot problem

Prejšnji poskusi proizvodnje biosenzorjev iz membranskih beljakovin niso uspeli zaradi posebnih lastnosti teh proteinov. V vodi niso topne. Doslej so raziskovalci poskušali beljakovine iz svojih membran ekstrahirati z detergenti. Vendar pa uničijo posebno zložljivo strukturo beljakovinskih membran - in prav ta struktura tvori posebno funkcijo beljakovin. "Hitro smo ugotovili, kako zapletene so take membranske beljakovine, in jih nismo mogli nadzorovati z običajnimi metodami - in tudi drugimi skupinami, " pojasnjuje dr. Eva-Kathrin Sinner z Inštituta za raziskave polimerov Mainz Max Planck.

Shematski prikaz brezcelične sinteze membranskih beljakovin in kasnejše vgradnje v umetno membrano. Umetna membrana je sestavljena iz dveh lipidnih plasti, ki sta po zgradbi podobni celični membrani. V (poenostavljeni) predstavitvi ribosomi iz ekstrakta brez celic nitjo nastale aminokislinske verige neposredno v umetno membrano - tako kot se to dogaja v pravih celicah v naravni celični membrani. © Institut Max Planck za polimerne raziskave

Senzorji vonja podgane kot model

Znanstveniki Maxa Plancka so zdaj našli pot. Beljakovine jim je uspelo vključiti v umetno matrico, kot da so v naravni celični membrani. Znanstveniki so umetnim membranskim beljakovinam ponudili umetne lipidne membranske sisteme med njihovo pripravo, ki nat Celične membrane celulličen so bile podobne. In resnično, membranski proteini - raziskovalci so v svojih poskusih uporabili vonjave receptorjev rjave podgane iz razreda receptorjev, vezanih na G-protein - v umetnih membranah, odloženih.

Dejstvo, da so receptorji za vonj resnično biološko aktivni, bi lahko znanstveniki dokazali z vezavo vonjav na receptorje. "Zdaj imamo praktično vodilo, kako pripraviti in preučiti predhodno težko dostopne membranske proteine ​​v njihovi aktivni strukturi, " pravi Sinner. zaslon

Nova metoda, ki so jo razvili znanstveniki okoli Eva-Kathrin Sinner, omogoča prvič proučiti naravne funkcije takih membranskih beljakovin in situ. Za odkrivanje drog je ta pristop velikega pomena, saj omogoča nov pregled zdravil na receptorjih, ki so bili prej nedostopni. Sinner je za razvoj tega procesa prejel raziskovalno nagrado za napredek biotehnologije in genskega inženiringa za leto 2007.

(MPG, 05.02.2007 - NPO)