Инженерия белка. Конструирование искусственных белков. Примеры работ по белковой инженерии. Вирус как метаболический инженер

Арендный блок

41)Инженерия белка. Конструирование искусственных белков. Примеры работ по белковой инженерии

Белковая инженерия — раздел биотехнологии, который занимается разработкой полезных или ценных белков. Это относительно новая дисциплина, которая направлена на исследование фолдинга белков и принципов модификации и создания белков.

Существуют две основные стратегии для белковой инженерии: направленная модификация белка и направленная эволюция. Эти методы не являются взаимоисключающими; исследователи часто применяют оба. В будущем, более детальное знание структуры и функции белков, а также достижения в области высоких технологий, может значительно расширить возможности белковой инженерии. В итоге, даже неприродные аминокислоты могут быть включены благодаря новому методу, который позволяет включать новые аминокислоты в генетический код.

С применением компьютерных методов был разработан белок с новой структурой, а также датчики для искусственных молекул. Технология фьюжин белков дала возможность создать rilonacept — препарат для лечения криопирин-зависимого периодического синдрома.

Другой метод расчета, IPRO, успешно применяется при разработке переключения кофактора редуктазы ксилозы Candida boidinii. Итерационная модификация и оптимизация белка (IPRO) модифицирует белки так, чтобы увеличить или привнести сродство к естественным или новым субстратам и кофакторам. Это делается за счет многократных случайных возмущений структуры белков вокруг заданных позиций структуры и определения минимальной энергии связи ротамеров и определения, если новая конструкция имеет меньшую энергию, чем предыдущие. Автоматизированная модификация была также использована для конструирования сложных свойств нано-белка. Белок оболочки E. coli bacterioferritin (EcBfr), который имеет структурную неустойчивость и неполную самосборку, стал модельным объектом для настоящего исследования. С помощью компьютерного анализа и сравнения его гомологов было обнаружено, что этот белок имеет меньшую, чем обычно, димерную структуру на его оси симметрии главным образом из-за наличия мостиком из остатков аспарагина. Для исследования структурной устойчивости инженерных EcBfr, используется полуэмпирический расчетный метод для изучения практической разности энергий из 480 возможных мутантов димеров по отношению к диким EcBfr. Замена этих двух аспарагинов гидрофобными аминокислотами приводит к образованию белков, которые складываются в альфа-спиральные мономеры и собираться в клетках, о чем свидетельствует круговая дихроизма и электронная микроскопия. И термическая, и химическая денатурации подтверждают, что все модифицированные белки, в согласии с расчетами, обладают повышенной стабильностью. Одна из трех мутаций идет в пользу более высокой олигомеризации в растворе, как показывает хроматография и гель-электрофорез.

Белковая инженерия создаёт смесь клеток. Одни из них несут исходный вектор с немутантным геном, а другие клетки несут мутантный ген. Остаётся отобрать из этой смеси именно те клетки, в которых находится мутантный ген.

42)Вирус как метаболический инженер

ДНК-вакцина (также генная вакцина, вакцина на основе нуклеиновых кислот) — генно-инженерная конструкция, которая после введения в клетку обеспечивает продуцирование белков патогенов или опухолевых антигенов и вызывает иммунную реакцию. Введение ДНК-вакцин в организм называют генетической иммунизацией. ДНК-вакцинация имеет ряд преимуществ по сравнению с обычными вакцинами. В частности, показано, что такие вакцины обеспечивают не только выработку антител (гуморальный иммунитет), но и специфический цитотоксичный ответ (клеточный иммунитет), что ранее было достижимо только с помощью живых вакцин. Сегодня ДНК-вакцины не применяют для лечения человека, однако прогнозируется, что генетическая иммунизация поможет преодолеть целый ряд заболеваний.

По структуре ДНК-вакцина — это встроенная в вектор нуклеотидная последовательность, кодирующая определённый антиген или антигены. Вектором в генной инженерии называют молекулу нуклеиновой кислоты, которая служит для доставки генетического материала в клетки и обеспечивает его репликацию или экспрессию. Ранее для транспортировки генов в клетку применяли векторы на основе вирусов: модифицированного (ослабленного) вируса натуральной оспы, аденовирусов и ретровирусов. Вирусные векторы являются достаточно эффективными, однако имеют значительную вероятность развития побочных эффектов, связанную с относительно высокой иммуногенностью самого вектора. Поэтому на сегодня в качестве вектора чаще используют бактериальную плазмиду — небольшую стабильную кольцевую молекулу ДНК, способную к автономной репликации. Сама по себе плазмида не вызывает нужного специфического иммунного ответа, для этого в неё вшивают гены иммуногенных белков. Также ДНК-вакцина должна содержать регуляторные последовательности, необходимые для экспрессии генов в клетках эукариот. Готовую ДНК-конструкцию доставляют в бактериальную клетку, где наращивается количество её копий. После этого проводят выделение и очистку плазмид, которые несут нужную вставку.

Схема создания ДНК-вакцины на примере вакцины против вируса Западного Нила:

1)Выбор антигенного протеина

2)Получение последовательности гена

3)Клонирование нужного фрагмента ДНК с помощью ПЦР

4)подбор вектора; вставка гена в плазмиду

5)введение плазмиды в бактерию

6)культивирование бактерии для клонирования ДНК

7) выделение и очищение нужной плазмиды

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Скачать

41,42.docx

41,42.docx
Размер: 17.4 Кб

Бесплатно Скачать

Пожаловаться на материал

Белковая инженерия. Биотехнология. ДНК-вакцина. Схема создания ДНК-вакцины

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Правосубъектность хозяйственных партнерств

Правосубъектность крестьянского (фермерского) хозяйства. Правовое положение хозяйственных товариществ. Правовое положение обществ с ограниченной ответственностью

Формирование пакета услуг заказного тура

Курсовая работа. Технология и организация туроператорской деятельности. Специальность: «Туризм». Классы обслуживания и пакет услуг туров. Разработка туристского маршрута. Формирование туристского продукта - основная функция туроператора. Оценка экономической эффективности тура. Разработка программа тура заказного-велотура.

Аналітична геометрія у просторі

Скалярні та векторні величини, Лінійні дії над векторами, Проекція векторів. Теореми про проекцію, системи координат. Аналітична геометрія, вектори.

Паразитология и инвазионные болезни животных

Вопросы (и некоторые ответы) к государственному экзамену по заразным болезням по дисциплине «паразитология и инвазионные болезни животных»

Антибиотики. Классификация по механизму действия

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok