La capacidad de la proteína de eje de oveja de ingeniería abre nuevas vías para la medicina, la agricultura y más allá.
Cuando las proteínas interactúan con otras moléculas, cambian su forma a la vida. El resultado es un poco de energía para rotar un músculo, luz o comer de los alimentos.
Pero esta importante habilidad ha eliminado el creciente campo de la ingeniería de proteínas acuáticas de AI.
Ahora, los investigadores de la UCSF han demostrado que es posible crear nuevas proteínas que hagan y cambien la forma de las personas con la naturaleza. Esta capacidad ayudará a los científicos a la ayuda de diseñar proteínas a través de nuevas formas poderosas de tratar la enfermedad, la contaminación limpia y aumentar la producción de cultivos.
“Este estudio es el primer paso en el camino que conducirá a una mayor agricultura y medio ambiente que Biomedic”, dijo Tanja Cortemey, profesora de Biocares y autora principal del estudio. Ciencia.
La investigación fue apoyada por el Instituto Nacional de Salud.
Los científicos han estado haciendo proteínas apretadas, proteínas que no pueden moverse o cambiar la forma. Estas proteínas se usaron previamente en productos comerciales como soluciones de limpieza. Recientemente, se emplean para producir insulina artificial, medicamentos para la pérdida de peso GLP-1 y tratamiento con anticuerpos para el cáncer y la inflamación.
Aunque son importantes, estos no son similares a la capacidad de las moléculas inamovibles que pueden girar de manera compleja, girar en giro y forma, y luego regresar a su forma original, que también está investigando en Chen Zuckerberg Bio -Bio Hub San Francisco.
Dijo que la proteína más importante para la imitación del uso médico son los procesos como el metabolismo, la división celular y otros trabajos básicos de la vida. Estas potentes proteínas tienen aproximadamente 1 de cada 3 medicamentos aprobados por la FDA. Convierten la comunicación dentro o entre las celdas a otra, y luego hacia atrás, como el interruptor On -Off.
Un gran problema
El diseño de formas tan estables pero dinámicas requiere poder computacional e inteligencia artificial que no existía hasta hace unos años.
El desafío era enorme, por lo que Cortema y una estudiante graduada, Amy Go, comenzaron con algo pequeño: la capacidad de transmitir una proteína natural simple de una manera nueva. Después de eso, el GUO hizo parte del balance de proteínas para que pudiera unirse al calcio, que es una forma común que cambia la proteína.
“Queríamos diseñar un método de diseño que pudiera aplicarse en muchas situaciones, por lo que nos centramos en crear una parte dinámica que muchas proteínas naturales”, dijo. “Esperemos que este movimiento también se pueda incluir en proteínas artificiales estáticas para que puedan hacerlo”.
El siguiente paso fue desarrollar una biblioteca virtual de miles de formas potenciales que pudieran tomar proteínas. Eligió dos formas estables para la proteína: una que puede atar el calcio y la otra que no pudo.
Luego, se acercó a áreas específicas de proteína virtual para ver si estaba teniendo una conversación nuclear. Después de que los programas de inteligencia artificial estaban disponibles Alpha Fold 2, el trabajo que comenzó antes de que la enfermedad pandémica se acelerara. Vaya a usarlo para doblar la parte dinámica y sostener el calcio, y luego liberarlo.
El momento de la realidad se produjo cuando los investigadores experimentaron su modelo en la simulación por computadora. Trabajó con un químico farmacéutico UCSF, PhD, PhD, que utiliza resonancia magnética nuclear para ver átomos en proteínas.
“Me sorprendió que las imágenes lo mostraran haciendo lo mismo que esperábamos”. “Realmente me da la confianza de que fue por el hecho que realmente lo hicimos. Lo hizo”.
En el círculo médico, los ingenieros dinámicos se pueden usar en biochess de proteínas que cambian la forma en respuesta a los gestos de la enfermedad, lo que causa advertencias. O pueden usarse como una proteína medicinal diseñada para funcionar con la química física única de una persona.
La proteína ShopShift también se puede diseñar para ayudar a romper los plásticos o resistir las plantas o resistir la presión de la sequía o los insectos. Incluso ellos pueden usarse para hacer metal que pueda repararse a sí mismos cuando la represión.
“Las posibilidades realmente no van a terminar”, dijo Go.
