Examples of engineered proteins[edi

Examples of engineered proteins[edit]
Using computational methods, a protein with a novel fold has been designed, known as Top7,[1] as well as sensors for unnatural molecules.[2] The engineering of fusion proteins has yielded rilonacept, a pharmaceutical that has secured FDA approval for the treatment of cryopyrin-associated periodic syndrome.
Another computational method, IPRO, successfully engineered the switching of cofactor specificity of Candida boidinii xylose reductase.[3] Iterative Protein Redesign and Optimization (IPRO) redesigns proteins to increase or give specificity to native or novel substrates and cofactors. This is done by repeatedly randomly perturbing the structure of the proteins around specified design positions, identifying the lowest energy combination of rotamers, and determining whether the new design has a lower binding energy than previous ones.[4]
Computation-aided design has also been used to engineer complex properties of a highly ordered nano-protein assembly. [5] A protein cage, E. coli bacterioferritin (EcBfr), which naturally shows structural instability and an incomplete self-assembly behavior by populating two oligomerization states, is the model protein in this study. Through computational analysis and comparison to its homologs, it has been found that this protein has a smaller-than-average dimeric interface on its two-fold symmetry axis due mainly to the existence of an interfacial water pocket centered around two water-bridged asparagine residues. To investigate the possibility of engineering EcBfr for modified structural stability, a semi-empirical computational method is used to virtually explore the energy differences of the 480 possible mutants at the dimeric interface relative to the wild type EcBfr. This computational study also converges on the water-bridged asparagines. Replacing these two asparagines with hydrophobic amino acids results in proteins that fold into alpha-helical monomers and assemble into cages as evidenced by circular dichroism and transmission electron microscopy. Both thermal and chemical denaturation confirm that, all redesigned proteins, in agreement with the calculations, possess increased stability. One of the three mutations shifts the population in favor of the higher order oligomerization state in solution as shown by both size exclusion chromatography and native gel electrophoresis.[5]

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ตัวอย่างของโปรตีนวิศวกรรม [แก้ไข]
การใช้วิธีการคำนวณซึ่งเป็นโปรตีนที่มีเท่านวนิยายได้รับการออกแบบที่เรียกว่า Top7 [1] เช่นเดียวกับเซ็นเซอร์โมเลกุลธรรมชาติ. [2] วิศวกรรมโปรตีนฟิวชั่นมีผลให้ rilonacept ยา ที่มีการรักษาความปลอดภัยการอนุมัติจาก FDA สำหรับการรักษา cryopyrin เกี่ยวข้องซินโดรมเป็นระยะ ๆ .
อีกวิธีการคำนวณ IPRO ประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนการออกแบบของปัจจัยจำเพาะของ Candida boidinii reductase ไซโลส. [3] การออกแบบโปรตีนซ้ำและการเพิ่มประสิทธิภาพ (IPRO) redesigns โปรตีนเพื่อเพิ่มหรือ ให้เฉพาะเจาะจงไปยังพื้นผิวพื้นเมืองหรือนวนิยายและปัจจัย นี้จะกระทำโดยการสุ่มซ้ำรบกวนโครงสร้างของโปรตีนที่ระบุตำแหน่งของรอบการออกแบบ, การระบุการรวมกันที่พลังงานต่ำสุดของ rotamers และพิจารณาว่าการออกแบบใหม่ที่มีผลผูกพันพลังงานต่ำกว่าคนก่อนหน้านี้. [4]
ออกแบบคำนวณช่วยยังได้รับ ที่ใช้ในการวิศวกรคุณสมบัติที่ซับซ้อนของการออกคำสั่งให้สูงประกอบนาโนโปรตีน [5] กรงโปรตีนอี bacterioferritin coli (EcBfr) ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความไม่แน่นอนของธรรมชาติโครงสร้างและพฤติกรรมของตนเองประกอบที่ไม่สมบูรณ์โดยประชากรของทั้งสองรัฐ oligomerization เป็นโปรตีนรูปแบบในการศึกษานี้ ผ่านการวิเคราะห์คำนวณและการเปรียบเทียบกับโฮโมลอกมันได้รับพบว่าโปรตีนนี้มีอินเตอร์เฟซ dimeric ขนาดเล็กกว่าค่าเฉลี่ยบนแกนสมมาตรสองเท่าของสาเหตุหลักมาจากการดำรงอยู่ของกระเป๋าน้ำ interfacial ศูนย์กลางรอบสองตกค้าง asparagine น้ำสะพาน . ในการตรวจสอบความเป็นไปได้ของ EcBfr วิศวกรรมสำหรับเสถียรภาพของโครงสร้างการแก้ไข, วิธีการคำนวณกึ่งเชิงประจักษ์ที่ใช้ในการสำรวจความจริงความแตกต่างของพลังงาน 480 สายพันธุ์ที่เป็นไปได้ที่ญาติอินเตอร์เฟซ dimeric ประเภทป่า EcBfr การศึกษาครั้งนี้ยังคำนวณบนลู่ asparagines น้ำสะพาน เปลี่ยนทั้งสอง asparagines กับผลลัพธ์ที่ไม่ชอบน้ำกรดอะมิโนในโปรตีนที่พับเป็นโมโนเมอร์อัลฟาขดลวดและประกอบเข้าไปในกรงเป็นหลักฐานโดย dichroism วงกลมและกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ทั้งความร้อนและสารเคมี denaturation ยืนยันว่าโปรตีนทั้งหมดออกแบบในข้อตกลงกับการคำนวณครอบครองความมั่นคงเพิ่มขึ้น หนึ่งในสามของการกลายพันธุ์กะประชากรในความโปรดปรานของรัฐ oligomerization การสั่งซื้อที่สูงขึ้นในการแก้ปัญหาที่แสดงโดยทั้งโคยกเว้นขนาดและข่าวคราวพื้นเมือง. [5]

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ตัวอย่างของโปรตีนที่ถูกออกแบบ [ แก้ไข ]
โดยใช้วิธีการคำนวณ ซึ่งเป็นโปรตีนที่มีพับใหม่ได้รับการออกแบบ , ที่รู้จักกันเป็น top7 [ 1 ] เป็นเซ็นเซอร์โมเลกุลธรรมชาติ [ 2 ] วิศวกรรมโปรตีน ฟิวชั่น มีจำนวน rilonacept , เภสัชกรรมที่ได้รับการอนุมัติจาก FDA สำหรับการรักษาของโรค cryopyrin เกี่ยวข้องเป็นระยะๆ .
อีกวิธี ipro การคำนวณ ,ความเปลี่ยนของโคแฟกเตอร์วิศวกรรมเฉพาะ Candida boidinii ไซโลเทส [ 3 ] การออกแบบและการเพิ่มประสิทธิภาพของโปรตีน ( ipro ) redesigns โปรตีนเพื่อเพิ่มหรือให้ความจำเพาะต่อพื้นเมืองหรือพื้นผิวใหม่และปัจจัย . นี้จะกระทำโดยการสุ่มซ้ำในใจงั้นโครงสร้างของโปรตีนรอบระบุตำแหน่งออกแบบการรวมกันของ rotamers พลังงานต่ำสุด และกำหนดว่า ดีไซน์ใหม่ มีการลดพลังงานมากกว่าคนก่อนหน้านี้ [ 4 ]
คอมพิวเตอร์ช่วยในการออกแบบได้ใช้วิศวกร คุณสมบัติที่ซับซ้อนของนาโนโปรตีนสูง สั่งประกอบ [ 5 ] โปรตีนกรง , E . coli bacterioferritin ( ecbfr )ซึ่งย่อมแสดงความไม่สมบูรณ์โดยโครงสร้างและพฤติกรรมต่างๆในเซชันแบบสองรัฐ คือโปรตีน ในการศึกษานี้ โดยการวิเคราะห์คำนวณและเปรียบเทียบกับโฮโมลอกส์ของมัน ,จะได้รับพบว่าโปรตีนนี้มีขนาดเล็กกว่าค่าเฉลี่ยของอินเตอร์เฟซท้องเฟ้อพับสมมาตรแกนเนื่องจากการดำรงอยู่ของกระเป๋าน้ำระหว่างศูนย์กลางรอบสองวันพุธน้ำ asparagine ที่ตกค้าง เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ของวิศวกรรม ecbfr สำหรับแก้ไขเสถียรภาพของโครงสร้างกึ่งเชิงประจักษ์ ใช้วิธีคำนวณแทบจะสำรวจพลังงานความแตกต่างของ 480 เป็นไปได้กลายพันธุ์ที่สัมพันธ์กับ ecbfr ท้องเฟ้ออินเตอร์เฟซชนิดป่า คอมพิวเตอร์ศึกษานี้ยังหาในน้ำ วันพุธ asparagines .แทนที่ทั้งสอง asparagines กับกรดอะมิโนในโปรตีน ) การพับที่เป็นอัลฟ่าลานเมอร์ประกอบเป็นกรงเป็นหลักฐานโดย dichroism วงกลมและส่งกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน . ทั้งความร้อนและสารเคมี ( ยืนยันว่า ทั้งหมดออกแบบโปรตีน ในข้อตกลงกับการคำนวณ มีเสถียรภาพที่เพิ่มขึ้น .หนึ่งในสามของการกลายพันธุ์ กะ ประชากรในความช่วยเหลือของรัฐเพื่อเซชันสูงในสารละลายที่แสดงทั้งขนาดยกเว้นโครมและพื้นเมืองเจล [ 5 ]