• Home
  • Chimie
  • Astronomie
  • Énergie
  • La nature
  • Biologie
  • Physique
  • Électronique
  •  science >> Science >  >> Chimie
    Une nouvelle technique accélère la production de nano-armure de protéines

    Crédit:Carnegie Mellon University Science et génie des matériaux

    Les chercheurs de l'Université Carnegie Mellon ont développé des méthodes qui accélèrent le processus de développement de molécules synthétiques et biologiques liées chimiquement de plus de 10 fois dans des conditions naturelles. Les résultats, qui marient biologie et chimie, pourrait faire la production de bioconjugués pour une utilisation en biomédecine, la science des matériaux, et d'autres domaines plus efficaces et rentables.

    Les bioconjugués se forment lorsqu'une molécule biologique est jointe à une autre molécule à l'aide de liaisons covalentes. Par exemple, dans le cas des médicaments biologiques, comme l'interféron, le médicament est lié à des polymères qui agissent comme un manteau de nano-armure qui protège le médicament des dommages jusqu'à ce qu'il atteigne sa cible.

    Tout en promettant, fabriquer des bioconjugués a été coûteux, chronophage et difficile à contrôler.

    Alain Russell, le professeur de carrière distingué Highmark, professeur de génie chimique, et directeur du Disruptive Health Technology Institute de Carnegie Mellon, et Krzysztof Matyjaszewski, le professeur de sciences naturelles de l'Université J.C. Warner et professeur de chimie, ont découvert comment accélérer le processus et effectuer la chimie de ce processus dans des conditions vraiment naturelles. Russell et Matyjaszewski co-dirigent le Center for Polymer-Based Protein Engineering à Carnegie Mellon.

    Les bioconjugués sont traditionnellement fabriqués en solution, et la purification après chaque étape peut prendre des jours ou des semaines. Même entre les mains d'un scientifique qualifié, cela peut prendre une semaine pour faire quelques conjugués.

    Russell et Matyjaszewski ont repensé la chimie pour fabriquer des bioconjugués afin de réduire considérablement le temps de synthèse et de purification et ont rendu l'approche si simple que même les non-experts pouvaient créer des bioconjugués. L'œuvre - réalisée par une équipe de Carnegie Mellon avec Russell, Matyjaszewski, doctorante Stefanie Baker, et les chercheurs Hironobu Murata et Sheiliza Carmali - s'appuient sur une technique appelée Atom Transfer Radical Polymerization (ATRP), une nouvelle méthode de synthèse de polymère développée par le laboratoire de Matyjaszewski qui a révolutionné la façon dont les macromolécules sont fabriquées.

    Dans un article publié en Communication Nature , ils ont introduit la nouvelle méthode de culture de polymères sur des protéines, connu sous le nom de protéine-ATRP sur support d'immobilisation réversible (PARIS). Il utilise une technique de "greffage à partir de" qui contrôle de manière exquise la croissance des poils moléculaires synthétiques à la surface des protéines. Ces poils peuvent former une nano-armure solide qui protège la biomolécule.

    Russell et Matyjaszewski ont également récemment publié une avancée majeure dans la création de bioconjugués utilisant l'ATRP dans Angewandte Chemie Édition Internationale . L'ATRP est très sensible à l'oxygène atmosphérique, ce qui limite son utilisation dans des conditions naturelles. Ce papier, co-écrit par l'associé postdoctoral Alan Enciso et la doctorante Liye Fu, présente une nouvelle méthode, connu sous le nom de « respiration ATRP », " qui est complètement tolérant à l'oxygène.

    "L'idée de base a été inspirée par les cycles de respiration classiques opérant dans les cellules, " dit Matyjaszewski, dans un article pour Nature Reviews Chemistry. "C'est le premier exemple d'un produit totalement tolérant à l'oxygène, ATRP bien contrôlé."

    Ces nouvelles méthodes de croissance des polymères et des protéines de blindage ont le potentiel d'affecter de nombreux aspects de notre vie quotidienne.

    "Beaucoup de gens utilisent des enzymes dans leur vie quotidienne, " dit Russell. " Nous utilisons des protéines et des enzymes dans les détergents à lessive, fabrication de bière, fabrication de papier, médicaments, et bien plus. Notre travail vise à améliorer l'impact de ces protéines sur toutes nos vies."

    La recherche publiée dans Communication Nature a été financé par le Carnegie Mellon University Center for Polymer-Based Protein Engineering.

    La recherche publiée dans Angewandte Chemie a été financé par la National Science Foundation (1707490), le Conseil mexicain pour la science et la technologie et le Carnegie Mellon University Center for Polymer-Based Protein Engineering.


    © Science https://fr.scienceaq.com