פיתוח כלים כימיים מתקדמים לייצור חלבונים מיוחדים

מעבדת פרופסור בריק מהפקולטה לכימיה ע"ש שוליך בטכניון עוסקת בסינטזה כימית של חלבונים, במיוחד כאלה שעוברים שינויים במטרה להבין את ההשפעה של השינויים האלה על מבנה החלבון והתפקוד שלו. בעבודה שפורסמה לאחרונה בכתב העת “Nature Commuinications” מרחיב צוות המחקר את הכלים ליצירת חלבונים.

הכימיה האורגנית עשתה מהפכה בתחום של מדע החלבונים בפיתוח של כלים סינטטיים בכדי להכין חלבונים שונים, כמו למשל: חלבונים שמסומנים בצבענים, כאלה המכילים חומצות אמינו בעלי קיראליות הפוכה (D-amino acids) וחלבונים בעלי מודיפיקציות שלאחר תרגום (PTMs). חלבונים אלו משמשים במחקרים ביוכימיים, מבניים ותפקודיים.

בעבודה זו, קבוצת המחקר הדגימה את הכיוונון הכימי-סלקטיבי של קומפלקסים מתכתיים על בסיס פלדיום בסביבה מימית להסרה של קבוצות הגנה על ציסטאין אשר חשובות מאוד בסינטזה של חלבונים. לתיאולאט בשרשרת הצדדית של חומצת האמינו ציסטאין יש תפקיד מפתח בחלבונים אלו. בכדי להכין מטרות מולקולריות מורכבות, יש צורך לשלב קבוצות הגנה אורטוגונליות בחומצות אמינו עם קבוצת תיול בכדי לשלוט על הכיווניות של הסינטזה ואתר המודיפיקציה.

כלים אלה מאפשרים את ההכנה של קומפלקסים מורכבים של חלבונים אשר הודגמו בהכנה  של חלבון מאחסן נחושת (CSP1). בנוסף הקבוצה דיווחה על הכנה של גשש מבוסס-פעילות המורכב מהיסטון H2A  שעבר יוביקוויטינציה והאיחוד שלו בתוך קומפלקס הנוקלאוזום. הודגמה הריאקטיביות עם אנזים  שמפרק יוביקוויטין בכדי ליצור קומפלקס קוולנטי של אנזים-נוקלאוזום.

החוקרים; מוחמד ג'בארה, שי לפס, דר' גיא קמינצקי וגיא מן ממעבדת פרופסור אשרף בריק מהפקולטה לכימיה ע"ש שוליך בטכניון בשיתוף פעולה עם פרופסור סינטיה וולברגר מבית הספר לרפואה באוניברסיטת ג'ונס הופקינס מרחיבים במחקר זה את ארגז הכלים המאפשר להכין מגוון רחב של חלבונים, היכולים לעזור לקהילה המדעית ולתרום להבנה של מחלות ולפיתוח תרופות.

This study was partially supported by the United States-Israel Binational Science Foundation, BSF 2014029 (A.B. and C.W.).

קישור למאמר:

https://www.nature.com/articles/s41467-018-05628-0.pdf