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Los científicos del arroz toman una medida hacia la simplificaión de manufactura de la droga

Con mucho trabajo duro y una rociada de la sal, los científicos de Rice University han tomado una medida hacia la simplificaión de manufactura de la droga.

El químico Christy las Landas del arroz y sus colegas denunciados en los procedimientos de la National Academy of Sciences su estrategia para hacer el polímero membrana-basaron la separación de proteínas más eficientes.

Cuesta cerca de $3 mil millones para traer una droga basada en una proteína biológica al consumidor. Y alrededor de la mitad de eso puede estar porque la purificación es hecha por ensayo y error. Los mil millones de dólares se pierden cada año porque no hay manera predictively de diseñar un esquema de la separación para una proteína.”

Christy las Landas, químico del arroz

El laboratorio del arroz está desarrollando modelos para predecir cómo la sintonización del comportamiento de proteínas individuales en los interfaces de la membrana afectará a la separación.

Con su investigación, descubrieron cómo usa la sal para sintonizar dos acciones recíprocas distintas entre un apoyo de nylon de la fase estacionaria y una proteína modelo, la transferrina, ayudas hace separaciones más eficientes.

Los investigadores se centraron en la sal, porque la “salazón” es un paso común en cromatografía, un proceso del estándar industrial por el cual los elementos en una solución sean separados, o “purificado.” Los filtros pueden ser material natural como suelo, absorbentes como la celulosa o, cada vez más, polímeros, incluyendo nylon.

“Piense en estos filtros como paradas a lo largo de una carretera,” dijo al obispo de Logan del co-autor, que combinó sus simulaciones con experimentos del autor importante Nicholas Moringo. Ambas son personas (NSF) graduadas del National Science Foundation en el arroz.

“El primer parada separa fuera los equipos grandes, el parada siguiente consigue las camionetas pickup, y apenas le dejan eventual con los vehículos normales que usted quiere,” el obispo dijo. “Aquí, estamos hablando de todas las fuerzas diferentes que diversos componentes separados como mezcla mueven a través de la olumna.”

La sal disuelta crea los iones solvatados que obran recíprocamente con las proteínas y las sintonizan al parada y obran recíprocamente con la olumna de cromatografía o se mueven conectado a través de la olumna. En el final de la salazón, la proteína deseada se puede extraer de la olumna con un disolvente y hacer disponible para pasos más futuros de la purificación.

Exactamente cómo la sal influencia la separación es apenas una pregunta que los investigadores esperan contestar con sus experimentos y simulaciones. “La cosa más importante que hicimos en este papel era casar observaciones de las proteínas individuales que obraban recíprocamente en el interfaz de nylon a una comprensión de exactamente cómo obran recíprocamente,” las Landas dijeron. “Nuestras simulaciones ahora nos permiten predecir las eficiencias de separación perfeccionadas bajo condiciones realistas.”

Los investigadores determinaron fuerzas competentes en la superficie de nylon que se podría sintonizar por la concentración de la sal. Las observaciones revelaron que las proteínas dobladas de la transferrina tendieron a saltar alrededor del nylon, pero revelan parcialmente sujetado una vez a la membrana. Concentraciones más altas de la sal las revelan aún más, disminuyendo la lupulización y permitiendo que las acciones recíprocas de la membrana perfeccionen la eficiencia de separación.

“La sal sintoniza la distribución de estas dos maneras de obrar recíprocamente, y también cambia la estructura de la proteína en el interfaz,” las Landas dijeron. “Solamente son cada uno solamente parte de la competencia en la microescala que le dan el efecto macroscópico. Por eso es tan costoso optimizar el proceso con ensayo y error.”

“Quisiéramos poder probar una biblioteca de las químicas superficiales en condiciones que difieren en un tiro en un error de la tapa, así que podemos determinar las condiciones ideales para la separación,” Moringo dijo. “Entonces podemos utilizar la simulación para predecir qué respuesta combinatoria en su viruta va a ser la derecha para optimizar la separación.”

Tardará años antes de que las simulaciones incorporen todos los parámetros posibles, pero es un viaje digno de tomar para hacer que la droga diseña y fabricar mejor, el obispo dijo. “El modelo no es muy complejo bastante, y hay un argumento que nunca vamos a poder igualar la complejidad del proceso de la cromatografía,” él dijo. “Solamente nuestra esperanza es nosotros puede conseguir a un cierre-suficiente la aproximación para comenzar a afeitar de algunos de esos costos y para conseguir más cercano a una solución real.”

Las Landas observaron que las compañías farmacéuticas han dominado sus técnicas actuales, por lo que van. “Nadie sabe mejor los ingenieros que industriales cómo optimizar un proceso para conseguir la mayoría de los resultados para la menos cantidad de dinero, mientras los tirante en el camino han sido siguientes por 70 años,” ella dijo. “Solamente nosotros nos estamos moviendo sobre un camino transformativo. Eso es para cuál está la investigación académica.”

Los co-autores del papel son estudiantes de tercer ciclo Anastasiia Misiura, Nicole Carrejo, Rashad Baiyasi y ventilator YE del arroz; alumnos Wenxiao Wang y Hao Shen, ahora profesor adjunto de química y de bioquímica en la universidad de estado de Kent, y Jacob Robinson, profesor adjunto de eléctrico y ingeniería informática y de la bioingeniería. Las Landas son profesor de la química, de eléctrico y de la ingeniería informática y de la ingeniería química y biomolecular.

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.