Naukowcy korzystają z kanadyjskiego źródła światła na Uniwersytecie Saskatchewan, aby zbadać, w jaki sposób enzymy występujące we wszystkich formach życia (zwane rybonukleazami) można modyfikować, aby działały na naszą korzyść. Technologia ta może mieć szerokie zastosowanie, od lepszych metod leczenia raka i skuteczniejszych środków farmaceutycznych po bardziej wydajne i przyjazne dla środowiska katalizatory przemysłowe.

W samym organizmie człowieka znajduje się osiem aktywnych rybonukleaz (RNaz). Enzymy te są wydzielane przez wiele różnych tkanek i pomagają zarządzać komunikatami pochodzącymi z naszego DNA. Enzymy te są prawie identyczne pod względem architektury 3D i budowy molekularnej, a mimo to pełnią bardzo różne funkcje. Na przykład niektóre chronią nas przed infekcjami, inne przyczyniają się do wzrostu nowotworu.

Prof. Nicolas Doucet i współpracownicy z Centrum badawczego Armand-Frappier Santé Biotechnologie w Institut National de la Recherche Scientifique badają, jak różnicować i modyfikować te enzymy.

Zespół badawczy odkrył już wcześniej, że funkcję rybonukleazy można zidentyfikować na podstawie jej ruchów na poziomie molekularnym. Teraz znaleźli sposób, aby je zhakować.

„Rekonstrukcja ewolucyjnego przodka dwóch enzymów pozwoliła nam dowiedzieć się, w jaki sposób zachodziły mutacje, ale także jak wpływały one na określone funkcje biologiczne w trakcie ewolucji” – powiedział Doucet. „Dzięki temu otrzymaliśmy narzędzie umożliwiające skuteczne przewidywanie sposobu zmiany aktywności enzymu”.

Naukowcom udało się zmodyfikować enzym tak, aby stał się antybakteryjny i toksyczny dla komórek (cytotoksyczny). Wyniki tego badania opublikowano niedawno w czasopiśmie „ Journal of Chemii Biologicznej.

Wykorzystanie linii promienia CMCF w CLS umożliwiło im analizę enzymów i białek w skali atomowej.

„Ta praca zapewnia środki do lepszego projektowania inhibitorów w kontekście projektowania leków lub zastosowań farmaceutycznych oraz do projektowania lub modyfikowania biokatalizatorów do ukierunkowanych, konkretnych zastosowań przemysłowych” – wyjaśnił.

Chociaż ten obszar badań jest wciąż na wczesnym etapie, nowe badanie przeprowadzone przez Douceta i współpracowników pokazuje, że inżynieria genetyczna jest możliwa i może przynieść ekscytujący postęp w medycynie i przemyśle.