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Gli scienziati del riso intraprendono un'azione verso la facilitazione della lavorazione della droga

Con molto duro lavoro e un un poco di sale, gli scienziati di Rice University hanno intrapreso un'azione verso la facilitazione della lavorazione della droga.

Il chimico Christy Landes del riso ed i suoi colleghi hanno riferito negli atti dell'Accademia nazionale delle scienze la loro strategia per rendere a polimero alla la separazione basata a membrana delle proteine più efficiente.

Costa circa $3 miliardo per portare una droga basata su una proteina biologica al consumatore. Ed intorno alla metà di quello può essere perché la depurazione è fatta per approssimazioni successive. Miliardi di dollari sono sprecati ogni anno perché non c'è modo predictively progettare uno schema della separazione per una proteina.„

Christy Landes, chimico del riso

Il laboratorio del riso sta sviluppando i modelli per predire come sintonizzare il comportamento di diverse proteine alle interfacce della membrana pregiudicherà la separazione.

Con la loro ricerca, hanno scoperto come usando il sale per sintonizzare due interazioni distinte fra un supporto di nylon di fase stazionaria e una proteina di modello, la transferrina, guide rende le separazioni più efficienti.

I ricercatori hanno messo a fuoco su sale, perché “la salatura„ è un punto comune in cromatografia, un trattamento dello standard industriale tramite cui gli elementi in una soluzione sono separati, o “depurativo.„ I filtri possono essere materiale naturale come terreno, sostanze assorbenti come cellulosa o, sempre più, polimeri, compreso nylon.

“Pensi a questi filtri come gli arresti lungo una strada principale,„ ha detto il vescovo di Logan del co-author, che ha combinato le sue simulazioni con gli esperimenti dall'autore principale Nicholas Moringo. Entrambi sono colleghi (NSF) laureati del National Science Foundation a riso.

“Il primo arresto separa fuori i grandi impianti di perforazione, l'arresto seguente ottiene i camioncini e finalmente siete lasciato appena con le automobili che normali volete,„ Bishop ha detto. “Qui, stiamo parlando di tutte le forze differenti che le componenti differenti separate come miscela muove attraverso la colonna.„

Il sale dissolto crea gli ioni solvatati che interagiscono con le proteine e le sintonizzano all'arresto ed interagiscono con la colonna di cromatografia o passano attraverso la colonna. Alla conclusione della salatura, la proteina desiderata può essere estratta dalla colonna con un solvente ed essere messa a disposizione per ulteriori punti di depurazione.

Esattamente come il sale influenza la separazione è appena una domanda che i ricercatori sperano di rispondere a con i loro esperimenti e simulazioni. “La maggior parte della cosa importante che abbiamo fatto in questo documento era di sposare le osservazioni di diverse proteine che interagiscono all'interfaccia di nylon ad una comprensione di esattamente come interagiscono,„ Landes hanno detto. “Le nostre simulazioni ora ci lasciano predire i risparmi di temi di separazione migliori nelle circostanze realistiche.„

I ricercatori hanno identificato le forze in competizione alla superficie di nylon che potrebbe essere sintonizzata da concentrazione nel sale. Le osservazioni hanno rivelato che le proteine profilatura della transferrina hanno teso a saltare intorno al nylon, ma parzialmente spiegano fissato una volta alla membrana. Le più alte concentrazioni nel sale le spiegano ancor più, facendo diminuire la luppolizzazione e permettendo che le interazioni della membrana migliorino il risparmio di temi di separazione.

“Il sale sintonizza la distribuzione di questi due modi di interazione ed egualmente cambia la struttura della proteina all'interfaccia,„ Landes hanno detto. “Ma sono ciascuna soltanto parte della concorrenza alla microscala che vi danno seguito macroscopico. Ecco perché è così costoso da ottimizzare il trattamento con approssimazioni successive.„

“Vorremmo potere provare una libreria delle chimiche di superficie nei termini differenti in uno scatto su un franamento del coperchio, in modo da possiamo identificare i termini ideali per la separazione,„ Moringo ha detto. “Poi possiamo usare la simulazione per predire quale risposta combinatoria sul vostro chip sta andando essere quella giusta per ottimizzare la separazione.„

Richiederà gli anni prima che le simulazioni comprendano tutti i parametri possibili, ma è un viaggio degno catturare per fare la droga progettare e fabbricare meglio, Bishop ha detto. “Il modello non è abbastanza abbastanza complesso e c'è un argomento che non stiamo andando mai potere abbinare la complessità del trattamento della cromatografia,„ lui ha detto. “Ma la nostra speranza è noi può convincere un fine-abbastanza l'approssimazione per cominciare radersi fuori da alcuni di quei costi e per ottenere più vicino ad una soluzione reale.„

Landes hanno notato che le ditte farmaceutiche hanno padroneggiato le loro tecniche correnti, per quanto vanno. “Nessuno sa meglio gli ingegneri industriali come ottimizzare un trattamento per ottenere la maggior parte dei risultati per la meno somma di denaro, finchè li restano sul percorso sono stati seguenti per 70 anni,„ ha detto. “Ma noi stiamo passando ad un percorso trasformatore. Quello è cui la ricerca accademica è per.„

I co-author del documento sono dottorandi Anastasiia Misiura, Nicole Carrejo, Rashad Baiyasi e ventilatore YE del riso; alunni Wenxiao Wang e Hao Shen, ora un assistente universitario di chimica e di biochimica alla Kent State University ed a Jacob Robinson, un professore associato di elettrico e ingegneria informatica e di bioingegneria. Landes sono un professore di chimica, di elettrico e di ingegneria informatica e di assistenza tecnica chimica e biomolecolare.

Source:
Journal reference:

Moringo, N.A., et al. (2019) A mechanistic examination of salting out in protein–polymer membrane interactions. Proceedings of the National Academy of Sciences. doi.org/10.1073/pnas.1909860116.