Защита от инфекционных заболеваний, как грипп и противоядия к токсинам нерва является всего лишь двумя голами исследования этого подхода. Метод быстро производит тысячи новых кандидатов препарата.
Эти разработанные компьютером белки, которые не сделали предыдущий, существуют в природе, объединяют стабильность и бионакопление маленьких наркотиков молекулы со спецификой и потенцией более крупных биологик.«У этих переплетов мини-белка есть потенциал становления новым классом наркотиков, которые устраняют разрыв между маленькими наркотиками молекулы и биологиками. Как моноклональные антитела, они могут быть разработаны, чтобы связать с целями с высокой селективностью, но они более стабильны и легче произвести и управлять», сказал Дэвид Бейкер, который привел мультиустановленную научно-исследовательскую работу.Пекарь – преподаватель биохимии в Медицинской школе Вашингтонского университета и директоре подводного Института Дизайна Белка.
Он – также Говард Хьюз Медицинский следователь Института.Пекарь и его коллеги сообщают, что их результаты в статье издали онлайн 27 сентября журналом Nature.Аарон Шевалье, Даниэль-Адриано Сильва и Габриэль Дж. Роклин были ведущими авторами и были всеми старшими научными сотрудниками в подводном Институте Дизайна Белка во время проекта.
Метод использовал компьютерную платформу, названную Розеттой, развитой Бейкером и коллегами в Вашингтонском университете. Они проектировали тысячи коротких белков, приблизительно 40 аминокислот в длине, что предсказанная программа Розетты свяжет плотно с молекулярной целью.
Из-за их небольшого размера эти короткие белки имеют тенденцию быть чрезвычайно стабильными. Они могут быть сохранены без охлаждения.
Ими также более легко управляют, чем большие наркотики белка, такие как моноклональные антитела.Ранее, такие короткие, наркотики переплета белка были, как правило, повторно спроектированными версиями естественных белков. Они, однако, имели тенденцию не быть значительно лучше, чем моноклональные антитела.
Поскольку эти переплеты мини-белков – первоначальные проекты, они могут быть скроены, чтобы соответствовать их целям намного более плотно и более просты изменить и очиститься.В этом исследовании исследователи стремились проектировать два набора этих белков: один набор, который препятствовал бы тому, чтобы вирус гриппа вторгся в клетки и другого, который свяжет с и нейтрализует смертельный токсин нерва от ботулизма. Этот токсин считают потенциальным биооружием.Компьютерное моделирование определило последовательности аминокислоты тысяч коротких белков, которые впишутся и свяжут с целями botulinum и гриппом.
Исследователи создали короткие куски ДНК, которая закодировала каждый из этих белков, вырастила белки в дрожжевых клетках, и затем выглядела на то, как плотно они связали с их целями. Цели были H1 Гриппа hemagglutinin и botulinum нейротоксином B.Все сказали, метод позволил им проектировать и проверить 22 660 белков всего за несколько месяцев. Больше, чем, чем две тысячи из них связанный с их целями с высокой близостью.
Оценка лучших кандидатов нашла, что белки антигриппа нейтрализовали вирусы в клеточной культуре, и другие разработанные белки препятствовали тому, чтобы ботулотоксин вошел в клетки головного мозга.Назальный спрей, содержащий один из изготовленных на заказ белков полностью, защитил мышей от гриппа, если управляется прежде или спустя целых 72 часа после воздействия..
Защита, что лечение обеспечивает уравненный или превзошло замеченный с антителами, отчетом исследователей.Тестирование подмножества белков показало, что они были чрезвычайно стабильны и, в отличие от антител, не стали инактивированными высокими температурами.
Маленькие белки также вызвали минимальную иммунную реакцию, проблема, которая часто отдает большие неэффективные наркотики белка.