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L'insieme “delle norme„ semplici quella natura sembra usare per progettare le proteine

Esaminando come le proteine si sono evolute, i ricercatori sudoccidentali del centro medico di UT hanno scoperto che un insieme “delle norme„ semplici quella natura sembra usare per progettare le proteine, regola gli scienziati ora ha impiegato per creare le proteine artificiali che lo sguardo e la funzione appena gradiscono le loro controparti naturali.

In due documenti che compaiono nella natura del giornale, il Dott. Rama Ranganathan, professore associato di farmacologia ed i suoi colleghi dettaglia un nuovo metodo per la creazione delle proteine artificiali basate soltanto su informazioni che sono derivato dall'analizzare determinate caratteristiche che le diverse proteine naturali hanno in comune con a vicenda.

“Lo scopo della nostra ricerca non era di trovare un altro modo fare le proteine artificiali in laboratorio, ma scoprire le norme che la natura e l'evoluzione hanno usato per progettare le proteine,„ il Dott. Ranganathan ha detto. “Le norme che abbiamo estratto dalla registrazione evolutiva delle proteine contengono una frazione sostanziale di informazioni richieste per ricostruire le attuali proteine. Stiamo sviluppando le soluzioni così ci chiudiamo che, almeno in una provetta, non possiamo dire loro oltre alle proteine naturali.„

Il Dott. Ranganathan ha detto che ci potrebbero ancora essere molte piccole differenze fra le proteine artificiali e quelle naturali ed ulteriore prova avrebbe dovuto essere fatta per determinare se funzionano all'interno di un organismo reale.

“Il nostro lavoro suggerisce che le attuali proteine probabilmente abbiano ereditato gran parte delle informazioni che specificano la loro struttura ed aspetti di base della funzione dai loro antenati, ma è egualmente possibile che siano state regolate col passare del tempo per avere loro proprie funzionalità caratteristiche in celle specifiche,„ ha detto il Dott. Ranganathan, che egualmente è un ricercatore (HHMI) di Howard Hughes Medical Institute. “Stiamo suggerendo che le funzioni che le proteine hanno oggi siano il risultato di regolare un modello ancestrale di base che ora abbiamo capito.„

Le proteine, che espletano le funzioni della vita dell'organismo, sono composte di molecole chiamate amminoacidi, che sono messi insieme insieme in catene lunghe. Queste catene avvolgono circa a vicenda, o profilatura, in vari modi. Le loro forme tridimensionali specifiche aiutano le proteine per eseguire le loro funzioni biologiche.

Per le decadi, gli scienziati hanno saputo che la sequenza degli amminoacidi che compongono una proteina determina la sua funzione della proteina la struttura e. Che cosa non è stato conosciuto è che cosa le informazioni contenute all'interno di quella sequenza producono la struttura adeguata.

Tutte le proteine si compongono di 20 amminoacidi specifici. Anche per una piccola proteina composta di 100 amminoacidi, il numero delle combinazioni possibili di amminoacidi è vacillante, molte volte più del numero degli atomi nell'universo conosciuto.

“Come la natura ha inventato le giuste sequenze che hanno provocato proteine di funzionamento? In qualche modo, ha trovato un modo,„ il Dott. Ranganathan ha detto. “L'un'implicazione del nostro lavoro è che il trattamento di struttura delle proteine evolutivo non può essere complesso quanto precedentemente è stato pensato.„

La ricerca più iniziale ha indicato quella per un gruppo dato di proteine relative, o la famiglia della proteina, tutti i membri della famiglia divide le strutture e le funzioni comuni. Esaminando più di 100 membri di una famiglia della proteina, il gruppo sudoccidentale di UT ha trovato che le proteine dividono un reticolo specifico delle norme di selezione dell'amminoacido che sono uniche a quella famiglia.

“Che cosa abbiamo trovato siamo l'organismo di informazioni che sono fondamentalmente antiche all'interno di ogni famiglia della proteina e che le informazioni sono abbastanza per specificare la struttura di attuali proteine,„ il Dott. Ranganathan ha detto.

Lui ed il suo gruppo hanno verificato le loro “norme„ recentemente scoperte spigolate dalla registrazione evolutiva inserendole in un programma informatico che si sono sviluppati. Il programma ha generato le sequenze degli amminoacidi, che i ricercatori poi “retro-hanno tradotto„ per creare i geni artificiali. Inserito una volta nei batteri del laboratorio, i geni hanno prodotto le proteine artificiali come prevedute.

“Abbiamo trovato che una volta isolate, le nostre proteine artificiali esibiscono lo stesso intervallo della struttura e funzionano che è esibita dall'insieme cominciante delle proteine naturali,„ il Dott. Ranganathan hanno detto. “La prova reale sarà di metterle nuovamente dentro un organismo vivente quali le mosche di frutta o del lievito e di vedere come fanno concorrenza alle proteine naturali in un senso evolutivo.„

Altri ricercatori sudoccidentali di UT coinvolgere nel lavoro sono autori principali Michael Socolich, specialista della ricerca di HHMI ed il Dott. William Russ, istruttore di aiuto di farmacologia; Steve Lockless, studente di medicina; Prashant Mishra, studente di programma di formazione dello scienziato medico; Erica Lee, tecnico di HHMI; e Dott. Kevin Gardner, professore associato di biochimica e di farmacologia. I ricercatori da Massachusetts Institute of Technology egualmente hanno partecipato.