Бялкі (пратэіны альбо паліпэпціды) - гэта складаныя высокамалекулярныя аргінічныя рэчывы. Яны ўяўляюць сабой доўгі ланцужок з амінакісьляў, зьвязаных пэптыднай сувязьзю. Дакладная колькасьць бялкоў дагэтуль невядомая, бо іх вельмі шмат. Зараз міжнародны Protein Data Bank зьмяшчае зьвесткі пра 129 745 розных бялкоў, і іх колькасьць працягвае павялічвацца. Справа ў тым, што 22 пратэінагенныя амінакісьлі ў малекуле, якая складаецца з сотні такіх "цаглінак", могуць мець прыблізна 10^130 розных спалучэньняў. Пры гэтым малекула пратэіна можа ўтрымліваць значна больш "цаглінак". Адзначым, што не ўсе вядомыя бялкі сустракаюцца ў прыродзе, вялікая колькасьць з іх была створана ў лябараторыях.
А што будзе, калі прыродны аб'ект прымусіць карыстацца бялкамі, якія не сустракаюцца ў прыродзе? Такім пытаньнем задаўся біяхімік Майкл Гэхт з Прыстанскага унівэрсытэту.
Для спробы ён абраў малекулу, будова якой нагадвае чатырохпалую ручыцу са сьціснутымі пальцамі. Такую незвычайную малекулу Гэхт атрымаў разьмясьціўшы выпадкова абраныя гідрафобныя і гідрафільныя амінакісьлі ў бялковым ланцужку, паўтараючы працэдуру пакуль не атрымалася патрэбная будова.
Потым для атрыманых бялкоў сынтэзавалі малекулы ДНК, якія б маглі іх кадаваць. Каб выявіць біялягічную функцыянальнасьць новых пратэінаў, ДНК уводзілі бактэрыям E. coli, у якіх адсутнічаў адзін з генаў і бялок, які ён кадаваў. У кожным выпадку, выдалены фрагмэнт генома адказваў за сынтэз важнага фэрмэнта. Мэта экспэрымэнта складалася ў тым, каб высьветліць, ці будзе лябараторны бялок удзельнічаць у жыцьцёвых працэсах бактэрыі замест выдаленага пратэіна.
У большасьці выпадкаў, а іх было 80, новы бялок апынаўся недарэчным і бактэрыя гінула. Аднак для чатырох генаў прынамсі адзін з сотні новых бялкоў апынаўся адэкватнай заменай. На жаль гэтыя бялкі не здолелі стаць каталізатарам тых рэакцый, у якіх прымаў удзел выдалены пратэін, замест гэтага яны стымулявалі ўтварэньне іншых фэрмэнтаў з зьмешанай актыўнасьцю, каб яны маглі ўзяць ролю адсутнага бялка на сябе. У такім выпадку, бактэрыі заставаліся жывымі.
Безумоўна, такое адкрыцьцё пашырае магчымасьці спецыялістаў сынтэтычнай біялёгіі, але мэтад, якім скарыстаўся спадар Гехт, фактычна проста перабіраючы варыянты, зьўляецца занадта марнатраўным.
Спасылкі:
http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acssynbio.6b00336
http://www.rcsb.org/pdb/home/home.do