Согласно исследованию, опубликованному сегодня в Трудах Национальной академии наук, четыре строительных блока делают энергию доступной для людей и всех других живых организмов.
Результаты исследования могут привести к применению этих штабелируемых органических строительных блоков для биомедицинской инженерии и терапевтических белков, а также к разработке более безопасных и эффективных промышленных и энергетических катализаторов – белков и ферментов, которые, как неутомимые роботы, могут многократно проводить химические реакции и передавать энергию для выполнения задач.
«Понимание этих частей и того, как они связаны друг с другом в существующих белках, может помочь нам понять, как разработать новые катализаторы, которые потенциально могут расщеплять воду, связывать азот или делать другие вещи, которые действительно важны для общества», – сказал Пол Дж. Фальковски, соавтор исследования и выдающийся профессор, возглавляющий лабораторию экологической биофизики и молекулярной экологии в Университете Рутгерса в Нью-Брансуике.
Исследования ученых проводились на компьютерах с использованием данных о трехмерных атомных структурах 9500 белков из банка данных RCSB Protein Data Bank на базе Rutgers, богатого источника информации о том, как белки работают и развиваются.
«У нас нет палеонтологической летописи того, как белки выглядели 4 миллиарда лет назад, поэтому мы должны взять то, что у нас есть сегодня, и начать идти в обратном направлении, пытаясь представить, как выглядели эти белки», – сказал Викас Нанда, старший автор книги. исследование и адъюнкт-профессор кафедры биохимии и молекулярной биологии в Медицинской школе Роберта Вуда Джонсона Рутгерса, в отделе биомедицинских и медицинских наук Рутгерса. «Это исследование – первый раз, когда мы смогли взять что-то с тысячами аминокислот и разбить это на разумные части, которые могли иметь изначальное происхождение."
Определение четырех основных строительных блоков для всех белков – это только начало. Нанда сказал, что будущие исследования могут обнаружить еще пять или 10 строительных блоков, которые служат биологическим лего.
«Теперь нам нужно понять, как собрать эти части вместе, чтобы получить более интересные функциональные молекулы», – сказал он. "Это следующий грандиозный вызов."
Ведущий автор исследования – Хагай Раанана, научный сотрудник Программы экологической биофизики и молекулярной экологии.
Соавторы включают Дуглас Х. Пайк, докторант Института количественной биомедицины Рутгерса, и Эли К. Мур, научный сотрудник программы по экологической биофизике и молекулярной экологии.