Ученые из Манчестерского университета (Великобритания) под руководством Дэйва Лея (Dave Leigh) сконструировали молекулярную машину, способную имитировать процесс трансляции — синтеза белков из определенной последовательности аминокислот — происходящий в живых клетках.
Сборщик: Искусственная рибосома
Искусственная молекулярная машина собирает аминокислоты в определенной последовательности подобно тому, как это делают рибосомы, синтезирующие белки в живых клетках.
В качестве основы этой машины выступила молекула ротаксана. Ротаксаны — класс веществ, молекулы которых состоят из двух частей — «оси» и надетого на неё «колеса», между которыми нет жесткой химической связи. Молекула не распадается благодаря геометрическим параметрам «оси», не позволяющей «колесу» слететь с неё.
«Колесо» ротаксана, синтезированного Леем, было снабжено «манипулятором» из трех аминокислот, в том числе цистеина с серосодержащей тиоловой группой, который выступил в роли «захвата». «Колесо» было надето на молекулярную «ось», вдоль которой присоединялись аминокислоты-«запчасти» — их было необходимо собрать в цепочку. При нагревании эти аминокислоты присоединялись к тиоловой группе, отрываясь от «оси», после чего молекулярный «манипулятор» присоединял аминокислоту к своему основанию.
Таким образом удалось создать цепочку из определенного набора аминокислот — аналогичный процесс происходит в живых клетках при синтезе белков. Конечно, молекулярная машина Лея не способна заменить рибосому. Ротаксан может синтезировать только короткие цепочки аминокислот — пептиды, но не полноценные белки. Рибосома присоединяет 15−20 аминокислот в секунду, а её примитивный искусственный аналог может потратить 12 часов на присоединение одной аминокислоты. Впрочем, ротаксаны Лея вполне могут взять числом — запуск 1018 таких машин позволяет синтезировать десятки миллиграмм пептидов. Еще одно существенное отличие — рибосома в процессе трансляции «считывает» информацию с мРНК, не повреждая её, а «ось», задающая последовательность аминокислот для ротаксана, по сути, является одноразовым носителем информации.
По сообщению Nature News