Ученые из Университета Делавэра разработали новый метод производства белков, необходимых для исследования рака, болезни Альцгеймера и других заболеваний.
Разработанный Чжихао Чжуаном, доцентом кафедры химии и биохимии UD, и его исследовательской группой, химический метод дает в сотни раз больше убиквитилированных белков, чем современные подходы. Такие белки могут дать ключ к разгадке таких тайн, как то, как раковые клетки приобретают устойчивость к противораковым препаратам.
Об этом сообщается в апрельском номере журнала Nature Chemical Biology, ведущего журнала в области химической биологии. Соавторами Чжуана являются аспиранты Цзюньцзюнь Чен и Цзялян Ван, а также научный сотрудник Юнсин Ай, все из UD, и Лайош Харацка, научный сотрудник Института генетики Венгерской академии наук..
Убиквитин представляет собой небольшой белок, лежащий в основе исследования, получившего Нобелевскую премию в 2004 году, в котором молекула была названа «поцелуем смерти» за ее роль в пометке поврежденных или ненужных белков для удаления отходов клетками в постоянном процессе. образования и деградации белка. В последние годы быстро открывались непротеолитические функции убиквитина в различных клеточных процессах, включая перенос белков, иммунный ответ и толерантность к повреждению ДНК, и стало ясно, что убиквитин играет гораздо более широкую роль в клеточных процессах. биология.
Однако подготовка достаточного количества образцов убиквитилированных белков для изучения была серьезной проблемой, стоящей перед учеными.
Доступность этих белков имеет решающее значение для Чжуана и членов его исследовательской группы, которые работают на стыке химии и биологии, пытаясь понять молекулярную основу развития и предотвращения рака у человека.
Новый метод разработки убиквитилированных белков, разработанный Чжуаном и его командой, сочетает в себе мощь интеиновой химии и дисульфидной сшивки для связывания убиквитина с другим важным белком, называемым ядерным антигеном пролиферирующих клеток.
«Наш выход в сто раз выше по сравнению с широко используемым ферментативным подходом», - говорит Чжуан. «У нас также есть возможность изменять выбранные остатки, что было невозможно при предыдущем подходе».
Исследуя эффект по-разному модифицированных белков, Чжуан и его группа также обнаружили удивительное явление в отношении убиквитинирования.
«Мы обнаружили, что убиквитин как модификатор белка гораздо более гибок, чем мы думали. Это свойство отличает убиквитинирование от других более изученных посттрансляционных модификаций белков, таких как фосфорилирование и ацетилирование», - говорит Чжуан.
Новый подход UD поможет исследователям, изучающим биологию убиквитина, предоставить средства для подготовки миллиграммов белковых образцов для углубленной структурной и функциональной характеристики.
После публикации работы в Интернете в журнале Nature Chemical Biology, Чжуан получил запросы на образцы от исследовательских групп по всей территории Соединенных Штатов.
Кроме того, новый подход уже открыл двери для новых исследований в собственной лаборатории Чжуана, где он и его команда изучают новые противораковые методы лечения.
Исследование нового метода было поддержано стартовым финансированием лаборатории Чжуана от UD, а также недавним грантом Исследовательского фонда Университета Делавэра (UDRF).