Чому "варити" яйце добре? Це може зменшити витрати на дослідження та лікування раку, а також на виробництво певних продуктів, таких як сир.

Австралійські та американські вчені на чолі з Коліном Растоном та Грегорі Вайсом з Університету Фліндерса в Аделаїді та Університету Каліфорнії знайшли спосіб "зварити" яєчні білки, використовуючи ефект так званого напруги зсуву, одночасно швидко змішуючи їх розчин при 5000 об/хв.

Цього тижня вони опублікували свої результати в журналі ChemBioChem.

Важливим є просторове розташування

Ферменти та інші білки мають специфічну просторову структуру, що забезпечує їх функціональність. Якщо цю просторову структуру порушити, наприклад, варінням, зміною рН розчину або високим тиском, вона зміниться, і білки втратять деякі свої біологічні властивості, такі як розщеплення їжі або скоротливість м’язів.

Називається процес зміни просторової структури білків денатурація, процес повернення до початкового стану знову ренатурація.

Саме процес ренатурації білка є надзвичайно бажаним у науці та медицині, оскільки він може зменшити витрати на дослідження та лікування раку або навіть на виробництво певних продуктів, таких як сир.

Довготривала проблема

Виробництво великих білків з бактерій, як антитіл для лікування раку, стикається з декількома труднощами. Часто буває, що білки неправильно збираються за допомогою загальнодоступних і недорогих бактерій. Згодом вони агрегуються, утворюючи нерозчинні агрегати та тіла включення.

Для того, щоб відновити правильно зібраний та функціональний білок з таких скупчень, слід використовувати трудомісткі та дорогі методи.

Одним з них є діаліз, який триває кілька днів і вимагає кількості використовуваних розчинів. Інший варіант - не використовувати дешеві та доступні за ціною бактерії E. Coli, але клітини ссавців, які виробляють бездоганні білки, дорогі і чутливі. Ось чому дослідження ренатурації білка настільки важливі.

Як це зробити?

Новий метод займає лише кілька хвилин і коштує недорого. Крім того, для цього потрібен лише один відсоток від обсягу розчинів, необхідних для діалізу. Дослідники використовували яєчний білок, приготовлений при температурі 90 ° C протягом двадцяти хвилин.

В кінці експерименту вони змогли повернути яєчний білок (лізоцим), який вони контролювали, до свого початкового функціонального стану. Як це насправді працює? Вчені розчинили варений яєчний білок у висококонцентрованому розчині сечовини (відхідної речовини, яку ми виводимо з організму із сечею, а потім), яка розбила і розчинила варений яєчний білок.

Приготовлений таким чином розчин вирвали на високій швидкості протягом п’яти хвилин, піддаючи білки сильному напруженню зсуву, що змусило білки скластися в правильну просторову структуру. Результатом знову став повністю функціональний фермент, майже як у непровареному білку.

варені
3D-модель стрептавідину - білка, що використовується вченими усього світу. Новий метод ренатурації білка також може допомогти у його виробництві. Фото: www.chemie.unibas.ch

"Звичайно, ми не зацікавлені в дослідженнях переробки яєць. Ми хотіли показати, наскільки ефективним є наш процес ", - додає проф. Вайс.

Процес також працює з білками, що виробляються іншими типами клітин. І для кількох видів білка. Звичайно, ширший спектр білків потребуватиме оптимізації умов ренатурації; поки що процес працює лише з трьома типами білка.

«Цей метод може змінити виробництво білків у промисловості та дослідженнях.» Хоча система вимагає подальших досліджень та оптимізації, вже можна стверджувати, що це фундаментальне відкриття, з якого почерпнуть усі біотехнологічні сектори, пов’язані з виробництвом білка або навіть з продуктами харчування. промисловості. І, можливо, в майбутньому ми зможемо приготувати яйце всмятку з вже звареного круто яйця.

Дослідження доступне за doi: 10.1002/cbic.201402427

Автор є докторантом хімії в Базельському університеті, Швейцарія. В даний час він досліджує штучні ферменти.