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    鹽有助于蛋白質繼續前進

    休斯頓-(2019年10月28日)-賴斯大學的科學家們經過大量的辛勤工作和少量的食鹽,已朝著簡化藥物生產邁出了一步。

    水稻化學家克里斯蒂·蘭德斯(Christy Landes)和她的同事們在《美國國家科學院院刊》(National Academy of Sciences)中報告了他們使基于聚合物膜的蛋白質分離更加有效的策略。

    蘭德斯說:“將一種基于生物蛋白的藥物帶給消費者的成本約為30億美元。”“大約一半可能是因為純化是通過反復試驗完成的。每年浪費數十億美元,因為沒有辦法預測性地設計蛋白質的分離方案。”

    萊斯實驗室正在開發模型,以預測膜界面處單個蛋白質行為的調節如何影響分離。

    通過他們的研究,他們發現如何使用鹽調節尼龍固定相支持物和模型蛋白運鐵蛋白之間的兩種截然不同的相互作用,從而有助于提高分離效率。

    研究人員專注于鹽,因為“鹽析”是色譜中的常見步驟,色譜是一種行業標準的過程,通過該過程可以分離或“純化”溶液中的元素。過濾器可以是天然材料(例如土壤),吸收劑(例如纖維素)或越來越多的聚合物,包括尼龍。

    共同作者洛根·畢曉普(Logan Bishop)說:“這些過濾器就像在高速公路上停下來一樣,”他將模擬與主要作者尼古拉斯·莫林戈(Nicholas Moringo)的實驗相結合。兩位都是萊斯大學的國家科學基金會(NSF)研究生。

    Bishop說:“第一站分離出大型鉆機,第二站得到了皮卡車,最終您只剩下想要的普通車了。”“在這里,我們談論的是當混合物通過色譜柱時,將不同成分分開的所有不同作用力。”

    溶解的鹽會生成與蛋白質相互作用的溶劑化離子,并對其進行調節以使其停止并與色譜柱相互作用,或者繼續通過色譜柱。鹽析結束后,可以用溶劑從色譜柱中提取所需的蛋白質,并將其用于進一步的純化步驟。

    到底鹽如何影響分離只是研究人員希望通過他們的實驗和模擬回答的一個問題。蘭德斯說:“我們在本文中所做的最重要的事情是,將對在尼龍界面相互作用的單個蛋白質的觀察結果與對它們如何相互作用的理解相結合。”“我們的仿真現在可以讓我們預測現實條件下分離效率的提高。”

    研究人員確定了可以通過鹽濃度調節的尼龍表面競爭力。觀察發現,折疊的轉鐵蛋白傾向于在尼龍周圍跳躍,但是一旦附著在膜上,它們就會部分展開。較高的鹽濃度會使它們更多地展開,從而減少跳變并允許膜相互作用提高分離效率。

    蘭德斯說:“鹽調節了這兩種相互作用方式的分布,也改變了界面蛋白質的結構。”“但是它們只是微觀競爭中唯一給您宏觀效果的部分。這就是為什么通過反復試驗來優化流程如此昂貴的原因。”

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