Anonim

Bagaimana "keluar dari pengalaman tubuh " membantu protein menetralisir agen kimia

Biologi

Michael Irving

20 Maret 2018

2 gambar

Para peneliti telah berhasil menciptakan lingkungan buatan yang dapat menstabilkan protein, dan menggunakannya untuk membuat tikar yang dapat memecah bahan kimia beracun (Credit: Christopher DelRe dan Charley Huang)

Protein adalah pekerja biologi, dan sementara para ilmuwan telah mampu mengendalikan mereka di dalam tubuh, mereka terlalu sensitif untuk berguna di dunia luar. Sekarang, tim dari UC Berkeley telah menemukan cara untuk membuat mereka tetap hidup dan berfungsi dalam lingkungan sintetis, dan menggunakannya untuk membuat tikar yang dapat memecah bahan kimia beracun.

Di habitat alami mereka, protein melakukan sejumlah besar peran penting, menggerakkan atom di sekitar tubuh, memicu reaksi kimia dan melawan infeksi. Banyak penelitian yang dilakukan untuk memblokir atau meningkatkan fungsi mereka untuk membantu memerangi kanker, mengurangi kemungkinan diabetes atau bahkan membalikkan penuaan.

Tetapi untuk memenuhi fungsi khusus mereka, protein dilipat ke dalam struktur yang sangat tepat, dipandu oleh lingkungan mereka atau satu sama lain. Di luar tubuh mereka cenderung cepat hancur, jadi menggunakan mereka dalam konteks sintetis sejauh ini sulit.

Untuk studi baru, para peneliti mulai mengubah itu. Mereka mulai dengan menganalisis tren dalam urutan protein dan permukaan, untuk menemukan hal-hal penting yang perlu dipertahankan dalam lingkungan buatan.

"Protein memiliki pola statistik yang sangat jelas, jadi jika Anda dapat meniru pola itu, maka Anda dapat menikah dengan sistem sintetis dan alami, yang memungkinkan kita membuat bahan-bahan ini, " kata Brian Panganiban, penulis pertama studi ini.

Menggunakan analisis sebagai batu loncatan, para peneliti Berkeley merancang bahan yang paling sesuai dengan kebutuhan alami untuk protein. Bahan-bahan ini, disebut heteropolimer acak (RHPs), terdiri dari rantai empat jenis monomer, dengan cara yang sama bahwa protein alami terbuat dari rantai asam amino. Ini memungkinkan RHP bertindak seperti protein sintetis, berinteraksi dengan bagian-bagian spesifik dari yang nyata.

Untuk menguji mereka, tim memulai dengan simulasi molekuler yang ekstensif, yang menunjukkan bahwa materi bekerja sesuai harapan. Protein organik terlipat dengan benar dan bertahan di lingkungan sintetik seperti halnya di dalam tubuh.

Selanjutnya, para peneliti menempatkan mereka untuk bekerja dalam eksperimen praktis. Mereka membuat tikar serat dengan menggabungkan bahan RHP dengan protein lain yang disebut organophosphorus hydrolase (OPH), yang mendegradasi komponen beracun dari bahan kimia yang digunakan dalam insektisida dan senjata kimia.

Ketika tikar direndam dalam insektisida, mereka dengan cepat menetralisir bahan kimia. Pada ukuran saat ini, tim menemukan bahwa hanya butuh beberapa menit untuk bahan untuk memecah sekitar sepersepuluh beratnya sendiri dalam bahan kimia beracun.

Para peneliti Berkeley mengatakan bahwa tikar RHP ini dapat ditingkatkan untuk membantu membersihkan tumpahan beracun atau serangan kimia. Desain mereka juga dapat disesuaikan untuk mendukung protein lain, untuk membantu mengatasi berbagai masalah polusi lainnya.

Penelitian ini diterbitkan dalam jurnal Science .

Sumber: UC Berkeley

Tim ini mampu mencampur protein menjadi bahan polimer yang mampu menetralkan bahan kimia (Credit: Christopher DelRe dan Charley Huang)

Para peneliti telah berhasil menciptakan lingkungan buatan yang dapat menstabilkan protein, dan menggunakannya untuk membuat tikar yang dapat memecah bahan kimia beracun (Credit: Christopher DelRe dan Charley Huang)

Direkomendasikan Pilihan Editor