神経ガスのソマンを感じることができる蛋白質を設計し、組み立てるのに使用される計算デザイン

そのような蛋白質は煙探知器に類似するかもしれないし、早期警報アラーム、武器のモニタとしてまたは攻撃の後の除去プロセスで広く配置できる探知器に組み込むことができます。 探知器は神経ガスの存在の警告だけできませんでしたがレベルの連続的なモニタとして機能します。

導かれるによって教授の生物化学 Homme Hellinga、 Ph.D。、研究者はオンライン 2004 年 5 月 17 日報告しました国家科学院の進行の出版されたペーパーの彼らの達成を。 Hellinga のほかに、 PNAS のペーパーの他の共著者は Malin Allert、 Shahir Rizk および Loren Looger でした。 研究は米国国防総省高等研究計画局によって後援されます。

PNAS のペーパーでは、ソマンのための代用物を検出する蛋白質をどのように設計したか記述されている Helling および彼の同僚は、 pinacolyl をソマンと (PMPA)同じ基本的な化学構造があるが、より少なく有毒ですメチルの phosphonic 酸と呼出されて。 ソマンはたくさん最初にドイツ人が第二次世界大戦の前に発明し、旧ソビエト連邦によって製造された神経ガスです。

PMPA の探知器の開発で、公爵研究者は感覚のブドウ糖、乳酸塩、 TNT および頭脳の化学薬品のセロトニンに蛋白質を合わせる前にのが常であってしまった同じ汎用デザイン・テクニックを使用しました。

彼らは腸の細菌エシェリヒア属大腸菌からの 「periplasmic 結合蛋白質」、と呼出された蛋白質から始めました。 これらの蛋白質は普通栄養素を検出する細菌の化学薬品感知システムの部分です。 そのような蛋白質の受容器は精密な補足の形および 「配位子」呼出されるその分子だけ合われて結合特性がある 「実行中のサイト」によってターゲット分子を検出します -- 主付属品のようにロック。

基本的には、 Hellinga の実験室で開発される計算の設計過程は非常に別の分子キーに合うために正常な蛋白質の 「ロック」を設計し直すことを含みます。 計算プロセスは処理しやすいのに少数を正常な蛋白質および対応する構造の可能な突然変異の膨大な数、特定の分子に合うために狭くします。 一度デザインは狭くなります、生化学者は蛋白質を組み立て、選択率および結合特性のためにテストします。

「私達はそれがソマンの商用化された代用物で、神経ガスの故障製品であるので PMPA を」、言いました Hellinga を選択しました。 「私達が使用したデザイン・テクニックはあらゆる神経ガスに容易に適用することができます。 また、デザイン挑戦は TNT および他を検出するように私達が蛋白質の設計で混合物」。直面したそれらにかなり類似しています

Hellinga および彼の同僚はまた選択式に PMPA に結合するようにただ、接続された蛍光分子によって結合することに信号を送るように PMPA 検出蛋白質を非常に設計しました。 従って、蛋白質は神経ガスの存在そして集中の表示器として蛋白質の蛍光性の変更を感じる探知器に組み込むことができます。

Hellinga に従って、作成した PMPA の探知器蛋白質の特定性そして親和性は一世の探知器の開発のために十分です。 ただし、蛋白質はまだ長い一定期間に固定して作用するためにより強くなされなければなりません。 従って、研究者は好熱性の細菌からの対応する蛋白質で実験しています -- 蛋白質の強さのために知られている -- その Hot Springs に住んで下さい。 生化学者はまたサリンを含む他の神経ガスを、検出するように蛋白質を設計するための努力を進水させています。

「1 つのこの計算のデザイン・テクニックの特に重要な面」は言いました Hellinga を非常に急速にすることができることです。 「最高で一組の候補者の構造を計算し、多分週それらを組み立てるために日かかります。 従って、新しい化学脅威の配置の場合に、それのためのセンサーシステムを開発するために週だけ原則的にはかかるかもしれません。 私達は今働いていますそのような蛋白質を製造するためにシステムに自動化された実験室プロセスを開発するために」。

研究者は Nomadics、 Stillwater、オクラホマの Inc. を使用しています。 成長するためには前進に基づいてセンサーおよびデザインおよび統合の技術のそれ以上の商業化を計画します。

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