Závodszky Péter

Fehérjék - a szerkezettől a funkcióig, a fizikától a biológiáig

VI. Fehérjetervezés

A modern biotechnológia sokat tanult a természettől, tudunk már kedvünk szerint fehérjéket gyártani a génsebészet segítségével. Ebben az esetben a DNS-ben kódolt tervrajzokat használjuk, s a természetben előforduló fehérjéket a tervrajz szintjén kisebb-nagyobb módosításoknak vethetjük alá. Főként olyan módosításoknak van tere, ahol a felszínen vagy a felszíni üregekben lévő oldalláncokat változtatjuk meg. Ennek folytán éppen a funkcióba tudunk változást előidézni, megváltoztatjuk egy enzim specificitását, vagy a kötőfelszín átalakításával egy kívánt anyag felismerésére tesszük a fehérjét alkalmassá.

Az immunrendszer hasító enzimei jelen vannak a szövetekben, de csak veszély esetén van rájuk szükség. Ezért egy másik fehérje nagyon specifikusan gátolja például a C1r-nek nevezett proteázt. Egyébként a saját szövetben is kár esne, amint történik ez autoimmun betegségekben. Ha a gátló fehérje úgynevezett aktív centrumában egy aminosav-oldalláncot másikra cserélünk, akkor egy másik fontos enzim, a kimotripszin aktivitását fogja blokkolni.

Egy másik érdekes példa a fehérjék áttervezésére a hőstabilitás megnövelésére. A biotechnológia számos esetben használ enzimeket. Példa erre a környezetkímélő cellulózfehérítés a papíriparban. Ezt a folyamatot célszerű magas hőmérsékleten végezni. A rendelkezésre álló bakteriális xilanáz-enzimek többsége magas hőmérsékleten elveszíti szerkezetét, denaturálódik. A fehérjék áttervezésével segíthetünk ezen, olyan módon, hogy a hőtűrő mikroorganizmusok fehérjéjében megfigyelt szabályszerűségeket alkalmazva tervezünk enzimeket.

Egyes medúzák zöld színű fluoreszcens fényt bocsátanak ki. Ennek forrása egy fehérje; egy aminosav kicserélésével a kibocsátott fény színét kékre változtathatjuk.

11. ábra

12. ábra