Duke University Medicinskt centerbiochemists har använt computational design för att iscensätta och tankeskapelsen ett protein som kunde avkänna nervmedelsomanen. De sade att deras prestation utgör a motståndskraftig-av principen som sådan iscensatte proteiner kan göras för att avkänna nervmedel liksom sarin och andra giftliga vikter.
Sådan proteiner kunde inkorporeras in i avkännare, som kan liknar röker avkännare och kunde brett utplaceras, som tidig sort-varning alarmerar, vapen övervakar eller i saneringen som var processaa efter en attack. Avkännaren kunde inte endast varna av närvaroen av nervmedlet, utan agerar, som ett fortlöpande övervakar av dess jämnar.
Ledde vid Professor av Biochemistry Homme Hellinga, Ph.D., forskarna anmälde deras prestation i en pappers- publicerad on-line Maj 17, 2004 i Förfarandena av MedborgareAkademin av Vetenskaper. Förutom Hellinga var andra co-författare av den pappers- PNASEN Malin Allert, Shahir Rizk och Loren Looger. Deras forskning sponsras av Försvar som Avancerad Forskning Projekterar Byrån.
I PNASEN skyla över brister, beskrev Helling och hans kollegor hur de hade planlagt ett protein, som avkänner ett surrogat för soman som kallades pinacolylen methyl phosphonic syra (PMPA), som har det samma grundläggande kemiskt att strukturera som soman, men är mindre gift. Soman är ett nervmedel som uppfinns av Germansna, för Världen Kriger II och tillverkas först i stort antal av före detta Sovjetunionen.
I framkallning av PMPA-avkännaren, använde Hertigforskarna den samma allmänna designtekniken som de hade föregående van vid skräddareproteiner till avkänningsglukos, laktat, TNT och den kemiska serotoninen för hjärna.
De började med proteiner som kallades ”periplasmic bindande proteiner,” från gutbakterien Escherichia Coli. Dessa proteiner är normalt delen av bakterie kemisk-avkännande system som den avkänner vid nutrients. Sådan proteinreceptors avkänner deras för att uppsätta som mål molekylen via ”en aktivplats” som har en kompletterande precisera att forma och bindande rekvisita den passform endast, som molekylen som kallas ”en ligand”, -- gilla ett nyckel- passande en låsa.
I stort gäller det computational processaa för design som framkallas i Hellingas laboratorium, omformning det normalaproteinet ”låser” till passformen som ett mycket olikt molekylärt stämm. Den computational processaa trångt pass besegrar till ett medgörligt fåtal som de vast numrerar av möjlighetmutationar i det normalaproteinet, och deras motsvara strukturerar, till passformen en särskild molekyl. En Gång begränsas designerna besegrar, biochemiststankeskapelsen proteinerna och testar dem för selectivity- och bandrekvisita.
”Valde är Vi PMPA, därför att det är a kommersiellt - det tillgängliga surrogat av soman och en sammanbrottprodukt av nervmedlet,”, sade Hellinga. ”Kan designtekniken som vi använde, klart appliceras till något nervmedel. Också är designutmaningen ganska liknande till de som vi vände mot, i att planlägga proteiner för att avkänna TNT, och annan blandar.”,
Hellinga och hans kollegor planlade detavkännande proteinet inte endast till högt selektivt röran till PMPA, men också att signalera det band med hjälp av en fäst fluorescerande molekyl. Således kan proteinet inkorporeras in i en avkännare som skulle avkänning en ändring i fluorescence av proteinet som en indikator av närvaroen och koncentrationen av nervmedlet.
Enligt Hellinga är noggrannheten och frändskapet av PMPA-avkännareproteinerna som de skapade, tillräckliga för utveckling av första-utvecklingen avkännare. Emellertid måste proteinet stilla göras mer robustt för att fungera fast över långa tidsperioder. Således experimenterar forskarna med motsvarande proteiner från thermophilic bakterier -- bekant för robustheten av deras proteiner -- det bor i Hot Springs. Biochemistsna lanserar också försök att planlägga proteiner för att avkänna andra nervmedel, inklusive sarin.
”Är En bestämt viktig aspekt av denna computational designteknik, att den kan göras mycket snabbt,” sade Hellinga. ”Tar Den på mest en dag som beräknar en uppsättning av kandidaten, strukturerar och kanske en vecka till tankeskapelsen dem. Så i händelsen av utplaceringen av ett nytt kemiskt hot, det styrkatake i veckor för princip endast som framkallar ett avkännaresystem för det. Vi är nu funktionsdugliga att framkalla ett processaa automatiserat laboratorium in i ett system för att fabricera sådan proteiner.”,
Forskarna är funktionsdugliga med Nomadics, Inc. av Stillwater, Okla. Att framkalla avkännare som baseras på deras framflyttningar och dem planera mer ytterligare commercialization av design- och syntesteknologierna.
http://dukemednews.org