Впервые терапевтические белки созданы «с нуля», лишь по данным компьютерного моделирования
Молекулярная биология бьётся над пониманием того, из-за чего белки взаимодействуют как раз с этими своеобразными молекулами, а не с мириадами вторых, неизменно находящихся в окружении. В целой серии собственных публикаций сотрудники Национальной ускорительной лаборатории SLAC (США) детально поведали о создании «с нуля» антивирусных протеинов, владеющих селективностью и высоким сродством по отношению к вирусам гриппа.
Более того, применяя способ рентгеновской дифракции, учёным удалось экспериментально подтвердить, что созданные белки трудятся как раз так, как предвещала теория.
Рис. 1. Частица вируса гриппа (иллюстрация Springer Medizin / Science Photo Library).
Сейчас «проверенные» протеины добавлены в перечень потенциальных терапевтических средств обширно спектра действия, направленных на борьбу с самыми страшными штаммами вирусов гриппа. При успешного прохождения всех клинических тестов это станет первым примером создания терапевтических белков «с нуля», с применением только компьютерного моделирования, тогда как в большинстве случаев отправной точкой помогает информация о естественной активности белков в лабораторных условиях.
В 1940-х годах Нобелевский лауреат, титан химической науки Линус Полинг выдвинул предположение о том, что в базе высокоспецифического сродства между некоторыми молекулами лежат комбинации солидного числа не сильный и неспецифических сотрудничеств, таких как электростатические силы и водородные связи.
Следуя этому откровению и применяя компьютерные вычисления с массовым параллелизмом, учёные под управлением Дэвида Бейкера из Вашингтонского университета (США) виртуальным образом просеяли бессчётные конфигурации более 800 природных белков в надежде найти те, что теоретически имели возможность взаимодействовать с вирусными протеинами, снабжающими гриппу возможность прикрепляться и попадать вовнутрь клеток, каковые выстилают респираторный тракт человека.
В следствии для следующей синтетической части работы было отобрано 88 сгенерированных компьютером белков, а на протяжении последующих опытов осталось всего два, самый своеобразны связывающихся со своей мишенью. По окончании дополнительной оптимизации было продемонстрировано, что
оба «авторских» белка накрепко привязываются к таким штаммам, как «птичий» грипп и испанка. Помимо этого, они блокируют репликацию свиного гриппа (H1N1) в клеточных культурах.
Предстоящее изучение посредством рентгеновской дифракции с синхротронным источником излучения дало не меньше занимательный итог: подробности связывания между этими двумя вирусом и белками испанки структурно неотличимы от того, что было предсказано на протяжении компьютерных вычислений.
Так, удалось взять наиболее значимое экспериментальное подтверждение справедливости компьютерных способов на атомарном (!) уровне.