Уменьшение вероятности неправильного фолдинга белка в биоинженерных системах

Вероятность как правильного, так и неправильного фолдинга продолжает усложнять вашу жизнь, потому что вы не можете вставить ген, кодирующий нужный белок, в геном бактерии, не убедившись, что процессы трансляции и транскрипции проходят по нужному пути. Необходимо побеспокоиться о пути, по которому будет происходить фолдинг белка. Существуют меры, которые нужно предпринять, чтобы уменьшить вероятность неправильного фолдинга.

Вы заставляете бактериальную клетку совершать неестественное для нее действие — синтезировать эукариотические белки. Для этого, как вы помните, вы встраиваете последовательность ДНК в бактерию с использованием вектора, в качестве которого может выступать плазмида или вирус, в результате чего транскрипция гена, ответственного за синтез белка, происходит при участии клеточных механизмов бактериальной клетки. Образующийся белок чужероден клеточному окружению. Поэтому не является неожиданным, что неправильный фолдинг белка — это существенная проблема. Существует несколько приемов, которые вы можете применить для решения этой проблемы. Первый из них заключается в уменьшении скорости синтеза белка. Перепроизводство белка — ключевой стресс-фактор для клетки, в результате чего вероятность неправильного фолдинга увеличивается. Вы можете также изменить условия среды, например, понизив температуру культуры. Другой подход заключается во встраивании генов, кодирующих регуляторы фолдинга. Гены, ответственные за образование в клетке регуляторов фолдинга, будут экспрессироваться вместе со структурными генами, ответственными за образование белков. Если количество регуляторов фолдинга в клетке повышено, то эффективность и точность фолдинга белка также может быть повышена.

Вы можете повысить эффективность секреции молекулы посредством вставки генов, ответственных за образование шаперонов, участвующих в секреции. Еще раз отметим, что эти шапероны обеспечивают выведение белка из клетки. Вы можете собрать выведенные из клетки белки для собственных нужд. Вспомните, что такие белки имеют специальные аминокислотные последовательности. С этими последовательностями связываются секреторные шапероны. Секреторные шапероны обеспечивают прохождение белка через клеточную мембрану. Наличие такой сигнальной последовательности у белка обеспечит его секрецию из клетки.

Вероятность неправильного фолдинга белка увеличивается под действием некоторых факторов окружающей среды, например теплового стресса. Сходным образом при увеличении скорости синтеза белка увеличивается и вероятность его неправильного фолдинга. Вам следует наладить систему производства белка таким образом, чтобы оптимизировать его синтез. Необходимо сбалансировать доход, который вы получите за счет высокой скорости образования белка, с теми потерями, которые понесете в результате неправильного фолдинга белков.


Оставить комментарий

Ваш комментарий