Dans un résultat lourd 10 janvier question de la Nature a publié, (UW) protéines Seattle Institute of Design (IPD), les chercheurs de l'Université de Washington, à l'aide d'un programme informatique pour créer une nouvelle protéine, peut mimer l'IL-2 (interleukine 2), tout en évitant des effets anticancéreux toxicité se produit.
Les chercheurs de la réalisation ouvre de nouvelles façons de concevoir des protéines traiter le cancer, les maladies auto-immunes et d'autres maladies sur la base.
(Source: Nature)
New Scientist la conception de novo des protéines Neo-2/15, dans des expériences animales montrent que la même capacité à stimuler les lymphocytes T et le cancer de l'IL-2 d'origine naturelle, et ne provoquent pas d'effets secondaires nocifs.
Le premier auteur du document de recherche, IPD biochimiste Daniel-Adriano Silva a exprimé: « Neo-2/15 est très faible et stable parce que nous l'avons conçu à partir de zéro, tout cela fait partie de notre compréhension, nous pouvons continuer à améliorer, à faire. il est plus stable et active ".
Les changements dans l'IL-2,30
IL-2 est un protéines régulatrices clés immunitaires, auto-immune de base un traitement efficace, est également un médicament efficace contre le cancer, capable de stimuler la capacité des lymphocytes T à combattre.
IL-2 chez les patients atteints de cancer ont été utilisés comme traitement final pour aucune autre option thérapeutique. Pour certains patients atteints d'un mélanome avancé ou un carcinome des cellules rénales, l'IL-2 peut atteindre jusqu'à taux de guérison de 7%.
Cependant, l'IL-2 a été graves effets secondaires limitent sa valeur clinique énorme. IL-2 médicaments actuellement disponibles uniquement dans des centres médicaux spécialisés dans l'unité de soins intensifs, et ne peut être administré aux patients ayant le plus « sain ».
« Depuis 30 ans, les gens ont eu plusieurs tentatives pour changer la protéine IL-2 pour le rendre plus sûr et plus efficace, mais à cause d'une est une protéine d'origine naturelle souvent très stable, et a donc avéré être très difficile à faire. » Daniel-Adriano dit Silva.
IL-2 agit en se liant à des récepteurs sur la surface cellulaire des cellules immunitaires à la fois. effet IL-2 sur le comportement des cellules dépend en grande partie du nombre et de la nature de ces interactions des récepteurs. IL-2 naturelle peut activer des cellules ayant des récepteurs ß et y responsables de l'activité anti-tumorale, le patient qui est destiné.
Cependant, souvent, les IL-2 naturelle préférentiellement se lie à un autre de récepteur et en plus des récepteurs des cellules immunitaires du récepteur supplémentaire. Ces cellules peuvent entraîner des effets secondaires graves tels que l'immunosuppression et les effets secondaires désastreux. À ce jour, toutes les thérapies approuvées IL-2 INDUITE Malheureusement, ces priorités ont activé le récepteur des cellules alpha.
Afin de concevoir un mimétique de l'IL-2, mais ne provoque pas les effets secondaires de la protéine anti-cancer, les chercheurs ont utilisé un programme informatique appelé le laboratoire de Rosetta Baker développé à partir de zéro pour essayer d'imiter la conception de nouvelles protéines d'IL-2.
Utilisation de la Rosetta, les chercheurs ont conçu leurs protéines indésirables lier et activer le et des récepteurs des cellules immunitaires mais non avec les cellules immunitaires de récepteur alpha.
La figure | nouvelles lie la protéine rouge seulement des récepteurs et , ne se lie pas aux récepteurs des cellules ayant une troisième (Source: IPD)
Tout d'abord, les chercheurs ont conçu une protéine compacte comme un échafaudage pour les deux sites de liaison maintenus en place. Ils ont ensuite optimisé la séquence d'acides aminés de stent optimal. Cet effort a conduit à la fermeture finale à la protéine IL-2 naturelle est complètement différent.
L'auteur principal de « Neo-2/15 a IL-2 ainsi ou au moins de meilleures propriétés thérapeutiques de l'état naturel, mais la toxicité de conception assistée par ordinateur est beaucoup plus petit. » Documents de recherche, IPD biochimiste Umut Ulge dit.
En laboratoire et sur des modèles animaux, les chercheurs ont découvert une nouvelle protéine capable de se lier étroitement l'IL-2 des récepteurs et gamma], l'activation des cellules immunitaires, le cancer, et le ralentissement de la croissance tumorale. En raison de la conception de sites de liaison de protéine sans récepteur , la dose efficace de Neo-2/15 ne provoque pas d'effets secondaires toxiques.
La raison pour laquelle cette nouvelle protéines sont appelées Neo-2/15, car en plus de mimer l'effet de l'IL-2, la protéine peut également mimer l'effet d'une nouvelle interleukine est l'IL-15, IL-15 est également la recherche de l'immunothérapie anti-cancer.
Documents correspondants auteur, David M. Baker a déclaré que les résultats de l'étude montrent que la protéine peut être conçue à partir de la structure de zéro connue ou prévisible presque toute molécule biologique avec des propriétés améliorées thérapeutiques et moins d'effets secondaires.
Sont considérés comme « doit prendre le prix Nobel » de David Baker
David Baker, chercheur à l'Université de Washington professeur de biochimie et de Howard Hughes Medical Institute, directeur IPD et chercheur principal. Comme une protéine célèbre designer, David Baker au cours des dernières années a été considéré comme le candidat du prix Nobel.
Carte | David Baker (Source: Brian Dalbalcon / UW Medicine)
Comme nous le savons tous, la protéine est la base matérielle de tous les systèmes vivants, étroitement associés à tous les déclencheurs de processus physiologiques une réponse immunitaire du cerveau à penser. Si la recette génétique bloc construction de la vie par rapport, puis la protéine est composée de la vie matérielle. Aucune protéine, il n'y a pas de vie.
Le soi-disant conception de la protéine est de compter sur la détermination de reprise et la modélisation moléculaire de la structure de la protéine, conformément à la relation entre la structure de la protéine et de la fonction, l'utilisation intégrée de la technologie dans différentes disciplines, l'accès à une nouvelle protéine de la protéine native des performances supérieures.
Cependant, la vraie nature et la fonction des protéines différentes, en plus de permutations et de combinaisons de différents acides aminés, plus importante est la structure 3D de la chaîne d'acides aminés. Amino torsion de la chaîne d'acide, de pliage, constituent des protéines différentes, et donc, une protéine ayant plusieurs cent acides aminés peuvent présenter un nombre surprenant de structures différentes, 10 des 100 ième puissance.
Et la conception des protéines dans le « changement » « petit changement » et différent, entièrement conçu à partir de zéro une nouvelle protéine, est le « grand changement » de molécules de protéines, mais aussi pour qu'il ait une structure spatiale spécifique et la fonction devrait donc être considéré comme est un problème mondial difficile à réaliser.
Les scientifiques ont été menées pour l'étude des protéines pendant près de deux siècles, et les scientifiques doivent savoir comment les cellules se traduisent par la protéine pour construire et créer un module simple. Pendant longtemps, les scientifiques ne sont pas rendus compte concevra et créer de nouvelles protéines ne se trouvent pas dans la nature.
On sait que la structure de protéine repliée structure 3D, l'influence d'un grand nombre d'interactions non covalentes (telles que des liaisons hydrogène, liaisons ioniques, interactions hydrophobes, et les forces de van der Waals), le mécanisme d'action des protéines au niveau moléculaire, nécessite une mesure précise de la structure 3D de la protéine.
En 1998, l'équipe de David Baker a développé l'algorithme Rosetta Internet pour la prédiction de la structure des protéines, utiliser cette plate-forme pour construire une chaîne virtuelle d'acides aminés, et plus facilement calculer leur forme repliée.
Afin d'obtenir une capacité de calcul plus puissants, en 2005, ils ont créé un projet de crowdsourcing épitaxiale appelé Rosetta @ home, ce projet permet aux gens d'être des ordinateurs inactifs utilisés pour le calcul de la nécessité de faire afin d'étudier tout le potentiel de repliement des protéines.
Au-delà de plus d'un million d'utilisateurs crowdsourcing à l'aide, l'équipe David Baker a compris comment choisir la création d'une protéine qu'ils veulent être en mesure de rendre la forme souhaitée des blocs de construction.
Carte | David Baker était connu comme la protéine artificielle "Death Star" (Source: IPD)
Dans une série d'articles publiés en 2017, David Baker et ses collègues ont publié les résultats de la recherche qu'ils font. Ils ont conçu des milliers de protéines différentes, montrant la forme des scientifiques à prédire et protéines et ces protéines présentes dans la nature sont très différents.
Le développement de cette technologie a apporté le progrès scientifique profond - plutôt que par une protéine humaine peut être conçu par la nature. « Nous pouvons maintenant commencer à créer à partir de zéro une protéine, afin d'obtenir ce que nous voulons. » David Baker a déclaré le Dr Zeng.
Un biologiste moléculaire à l'Université de Californie, San Francisco William DeGrado avait à David Baker, MD, et ses collègues ont évalué l'étude représente une étape importante dans la série scientifique de la recherche.
Après révolutionné l'étude des protéines, l'équipe David Faire cuire à partir de zéro maintenant, ils sont conçus. David Bake pense que les scientifiques seront bientôt en mesure de construire une variété de tâches pour les outils moléculaires précis, et son équipe ont également été créés pour diverses fins, y compris la lutte contre les virus de la grippe, briser le gluten dans les aliments, ainsi que de détecter de très faibles quantités d'opioïdes médicaments protéiques.
équipe David Bake est maintenant également concevoir un virus artificiel. Comme les virus naturelles, la couche de protéines du matériel génétique peut être injecté dans la cellule. Cependant, l'ADN injecté ne vous laissera pas l'infection, mais réparera le risque de mutations génétiques. En outre, l'équipe David Bake a également étudié pour le traitement de diverses maladies du paludisme la maladie d'Alzheimer.
Pour David cuire au four, la conception de protéines de novo représente l'apogée de sa carrière de chercheur de 25 ans. Les derniers développements de Rosetta afin qu'il puisse travailler en arrière à la structure appropriée de la fonction désirée, puis la séquence d'acides aminés appropriée. Il peut utiliser un acide aminé, ou même simplement sélectionné 20 types de nature naturelle.
Comme l'évaluation de Discover auteur magazine Jonathon Keats quand David Faire cuire la conception de nouvelles protéines pari de battre la grippe, d'autres le pari David Faire cuire.
