Mõnele inimesele ei pruugi võõras olla origami, mille puhul paber on keerukalt erinevateks vormideks volditud. Kuid kas inimesed teadsid, et inimkeha valgud läbivad ka keeruka voltimisprotsessi, mis on nende struktuuri ja funktsiooni jaoks kriitiline?
Uues uuringus on Ameerika Ühendriikide Northwesterni ülikooli ja Jaapani Tokyo ülikooli tööstusteaduste instituudi teadlased heitnud uut valgust valkude voltimise stabiilsusele - valkude kalduvusele säilitada oma volditud kuju -, milles valkude voltimise stabiilsus on on keskne tegur selliste haiguste puhul nagu vähk, Alzheimeri tõbi ja tsüstiline fibroos. Nad töötasid välja uue suure läbilaskevõimega meetodi, cDNA displei proteolüüsi, et hinnata ühes katses peaaegu miljoni valgu voltimisstabiilsust. Uuringu tulemused avaldati veebis 19. juulil 2023 ajakirjas Nature pealkirja all "Valkude voltimise stabiilsuse megamõõtmeline eksperimentaalne analüüs bioloogias ja disainis".
Valgud luuakse algselt ühest aminohapete ahelast, mis seejärel volditakse kolmemõõtmeliseks kujuks. Kui seda kolmemõõtmelist struktuuri korralikult voltida või säilitada, võib see häirida valgu funktsiooni ja põhjustada haigusi.
Seetõttu annab valgu voltimise stabiilsuse säilitamise mõistmine uusi ideid valesti volditud valkudega seotud haiguste uurimiseks. Siiski on varem olnud raske hinnata valgu voltimise stabiilsust tõhusalt ja suuremahuliselt. Seetõttu püüdsid need autorid välja töötada platvormi valgu voltimise stabiilsuse hindamiseks reprodutseeritaval ja suure läbilaskevõimega viisil.
Töö esimene autor Kotaro Tsuboyama ütles: "Alustasime tehnikaga, mis seob valgud nende enda DNA-ga. Tegime DNA raamatukogu abil suure hulga neid valgu-DNA komplekse ja töötlesime neid ensüümidega, mis hävitavad voltimata valke. Intaktsed valgud, mis suutsid ensüümravi ajal säilitada oma volditud struktuuri, tuvastati seejärel DNA sekveneerimisega.
Pilt loodusest, 2023, doi: 10.1038/s41586-023-06328-6
See lähenemine võimaldas neil autoritel hinnata kuni 900000 valgujärjestuse stabiilsust ühes katseklaasis. Uurimaks, kuidas valgu järjestuste üksikud järjestuse elemendid mõjutavad voltimise stabiilsust, kasutasid nad seda lähenemisviisi looduslike ja kunstlikult kujundatud valgu struktuuridomeenide analüüsimiseks.
Selle artikli vastav autor Gabriel J. Rocklin Northwesterni ülikoolist ütles: "Me suutsime tuvastada mitmeid tegureid, mis aitavad kaasa valgu stabiilsusele. Samuti kasutasime oma lähenemisviisi, et analüüsida spetsiifiliste mutatsioonide mõju valgujärjestustes ja tuvastada Kunstlikult kujundatud valkude stabiilsuse määrajad, pakkudes seega uusi teadmisi, mis aitavad edendada tulevasi valkude kujundamise meetodeid."
Kui varasemad valgu stabiilsuse hindamise meetodid on piirdunud üksikute valgujärjestuste hindamisega, siis see valgu hüdrolüüsi cDNA demonstratsioon võimaldab hinnata paljusid valke ühe katsega, pakkudes enneolematult palju teavet valgu stabiilsuse kohta. See lähenemine võib edendada uute ennustavate valgu voltimise mudelite väljatöötamist, aidates seega paremini mõista valgu väärvoltimisega seotud haigusi.
