Белки с селеноцистеином
Исследователи из Техасского университета (University of Texas) продемонстрировали способ повышения стабильности белков, используемых в качестве лекарств. Это позволит повысить эффективность и удобство использования лекарств, снизить дозу и частоту их приема и приведет к рационализации затрат на здравоохранение.
Многие белковые препараты, включая инсулин, гормон роста, интерферон и моноклональные антитела, имеют короткий активный жизненный цикл в организме человека. Эти препараты представляют собой белки – последовательности аминокислот. Одна из них, цистеин, образует слабые дисульфидные связи. В присутствии определенных соединений, обнаруженных в клетках и крови человека, они легко распадаются, и активное вещество препарата быстро разрушается.
Ученые предложили заменить цистеин другой аминокислотой – селеноцистеином, который образует более прочные диселенидные связи. Согласно результатам исследования, это изменение приведет к созданию лекарственных средств, которые оказывают те же эффекты, но они более стабильны и могут дольше сохраняться в организме.
В качестве фабрик для производства терапевтических белков используются генетически модифицированные бактерии. Но они имеют некоторые ограничения, которые ранее не позволяли использовать селеноцистеин. Благодаря сочетанию генной инженерии и направленной эволюции исследователи смогли репрограммировать биологию бактерий.
Исследователи изменили генетический код штаммов бактерии E.coli, отменив все ограничения на замену цистеина селеноцистеином. Измененные штаммы сохраняют редактированный генетический код бесконечно долго.
Метод был описан учеными под руководством Росса Тиера (Ross Thyer) еще в 2015 году, сейчас же они продемонстрировали его практическое применение, создав соответствующие терапевтические белки – в том числе функциональную область препарата трастузумаба (Herceptin) для лечения рака молочной железы. Они показали, что новые белки дольше сохраняются в условиях, подобных организму человека, по сравнению с «классическими» белками, содержащими цистеин.
Авторы подали патентную заявку на описанную в статье технологию синтеза устойчивых белков и пептидов с селеноцистеином, патент был лицензирован.
Статья R. Thyer et al. Custom selenoprotein production enabled by laboratory evolution of recoded bacterial strains опубликована в журнале Nature Biotechnology.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам UT News: A Change in Bacteria’s Genetic Code Holds Promise of Longer-Lasting Drugs.