חוקרים ייצרו חלבונים מחומצות אמינו מסוג בטא
מדענים מאוניברסיטת ייל הצליחו לראשונה ליצור מבנה חלבוני מחומצות אמינו שאינן משמשות לבניין חלבונים בטבע. בין היישומים האפשריים למחקר: תרופות חדשות ויעילות יותר וביו-חומרים לתעשייה
כימאים באוניברסיטת ייל הצליחו לעשות מה שהטבע בחר שלא לעשות, לאחר שייצרו מולוקולות דמויות חלבונים, מחומצות אמינו שאינן מרכיבות חלבונים במצב הטבעי. המחקר, שפורסם בכתב העת של האגודה האמריקנית לכימיה, הדגים כיצד ניתן להשתמש באבני בניין שונות מאלו המשמשות אורגניזמים בטבע, לייצור חומרים חדשים ומורכבים יותר, המתנהגים כמו חלבונים. תוצאות המחקר הראשוניות פורסמו כבר לפני מספר חודשים, ועוררו עניין רב בקרב כימאים בעולם, וכעת החוקרים נערכים להשלמת הפרסומים ולדיווח מקיף יותר על המחקר.
- לאתר המחקר, הכולל מאמרים ותוצאות עדכניות - לחצו כאן
כל היצורים החיים משתמשים בחומצות אמינו מסוג אלפא כאבני בניין להרכבת החלבונים בגופם. הכימאים בייל דיווחו על עדויות לכך שהטבע אולי יכול היה להשתמש באבני בנין שונות - חומצות אמינו מסוג בטא - והראו כיצד הפפטידים שהורכבו מחומצות אלו יכולים להתחבר וליצור מבנים הדומים לחלבונים הנוצרים בטבע.
"תצלום רטנגן הראה כי המולקולות החדשות חולקות רבים מהמאפיינים המבניים של החלבונים הטבעיים“, אמרה פרופסור אלנה שפארץ, שעמדה בראש המחקר. ”מחקרים קרובים הראו כי גם התכונות הפיזיקליות של המולקולות דומה לאלו של החלבונים הטבעיים. במילים אחרות", הסבירה, "הבטא-פפטידים מתרכבים, נראים ופועלים בדיוק כמו חלבונים אמיתיים".
היכולת לחקות את החלבונים הטבעיים הופך את הבטא-פפטידים לכלםי חדשים חזקים למחקר בסיסי ולגילוי תרופות, וייתכן שדווקא השוני שלהם מהפפטידים הרגילים הוא בעל יתרון משמעותי: "מכיוון שבטא-פפטידים אינם מעובדים בתאים כמו הפפטידים או החלבונים הטבעיים, יתכן שיהיה ניתן לתכנן בטא-פפטידים המבצעים פעולות טוב יותר או במיקום מדויק יותר לעומת התרופות העשויות מחלבונים רגילים“, אומרת שפארץ. לדבריה, ”הם גם עשוים להיות בעלי תכונות ייחודיות כביו-חומרים“.
חלבונים 'טבעיים' מחוברים בשרשרות של חומצות אמינו מסוג אלפא. בטא-פפטידים מורכבים מחומצות אמינו-בטא, שבשדרה שלהם יש אטום פחמן נוסף. כמו חומצות האמינו מסוג אלפא, חומצות האמינו-בטא נוצרות בניסויים שבהם נערכה הדמיה של התנאים בתקופה בה נוצרה ראשית החיים על כדור-הארץ, ונמצאות גם במטאוריטים. חומצות אלו הן גם תוצרי לוואי של חילוף החומרים בגוף אך אינן מקודדות באופן גנטי כמו החלבונים הטבעיים, והן אינן מתחברות לשרשראות חלבונים על ידי תאי הגוף.
מאז ראשית שנות התשעים הצליחו המדענים להרכיב בטא-פפטידים בסלילים מבודדים. ואולם עד כה, התקשו החוקרים ליצור מבנים מולוקלריים גדולים יותר, שכוללים את התצורה המרחבית והקיפול המורכב של החלבונים הנוצרים בטבע. כעת, הצליח צוות החוקרים לפתור את הבעיה, באמצעות תכנון מולקולה שיכולה ליצור חבילה אחת המשתמשת במאפיינים שנמצאו בחלבונים טבעיים - תכולה פנימית שמנונית הדוחה מים (הידרופובי), וחלק חיצוני ידידותי למים (הידרופילי). המאמר, המספק את התמונה המפורטת הראושנה של מבנה כזה, הדגים צירף של שמונה בטא-פפטידים.
הכותב הוא עורך אתר "הידען "
לפנייה לכתב/ת 
