Naukowcom udało się stworzyć nanomaszynę, która syntetyzuje krótkie peptydy - choć na razie dużo wolniej niż prawdziwy rybosom - informuje "Science".
W żywych organizmach reakcje chemiczne zachodzą z ogromną szybkością i wydajnością dzięki enzymom i rybosomom - nanomaszynom, które budują cząsteczki krok po kroku. Tworząc sztuczne rybosomy, naukowcy próbują dorównać rozwiązaniom, które powstały w toku ewolucji trwającej miliardy lat. Taka nanomaszyna mogłaby zostać wykorzystana jako fabryka białek. Rybosomy potrafią łączyć ze sobą aminokwasy - jedna część rybosomu odczytuje łańcuch mRNA, na którym zapisana jest sekwencja aminokwasów, druga zajmuje się praktyczną realizacją zadania. W ten sposób powstają zarówno łańcuchy krótkie - peptydy, jak i długie - białka.
Aby stworzyć sztuczny odpowiednik rybosomu, zespół Davida Leigha z University of Manchester, wykorzystał cząsteczkę w kształcie pierścienia, "nakręconą" na sztywny trzpień, zbudowany z łańcucha małych cząsteczek. Wzdłuż trzpienia rozmieszczone były trzy aminokwasy, zaś na jednym z końców znajdowała się duża, nieaktywna grupa chemiczna, zabezpieczająca pierścień przed ześlizgnięciem.
Dodatek kwasu uaktywnia cały system - pierścień zaczyna się przesuwać wzdłuż trzpienia, napotykając kolejne aminokwasy. Każdy z nich jest wybierany przez katalityczną część pierścienia i łączony z kolejnym napotkanym aminokwasem. W ten sposób powstaje krótki, trójaminokwasowy peptyd (podobną budowę ma na przykład penicylina). Gdy na trzpieniu nie ma już aminokwasów, pierścień zsuwa się z jego wolnego końca i uwalnia peptyd.
Niestety, na razie reakcja zachodzi bardzo powoli - na jeden aminokwas potrzeba aż 12 godzin. Prawdziwy rybosom potrafi wychwycić 20 aminokwasów w ciągu sekundy.
Leigh uważa, że działające na podobnej zasadzie nanomaszyny mogłyby wytwarzać peptydy i białka zawierające części składowe odmienne od aminokwasów. Takie substancje mogłyby mieć egzotyczne właściwości i służyć do opracowania nowych katalizatorów. W bliższej przyszłości sztuczne rybosomy przydałyby się na przykład przy produkcji antybiotyków, a z czasem nawet syntetyzowania szczepionek na podstawie danych przesłanych mailem w zagrożone rejony (co w ubiegłym roku prognozował pionier badań nad genomem, Craig Venter). (PAP)
pmw/ ula/
