Учёные из Саратовского государственного университета, работая в составе международной научной группы, создали компьютерную модель для разработки искусственных рецепторов, которые способны заменить дорогие природные аналоги. Такие модифицированные белки можно использовать в тест-системах для анализа и в доставки лекарств непосредственно к поражённым клеткам. Результаты исследования были опубликованы в научном журнале Polymers.
В живых организмах, включая человека, существует множество биологических рецепторов — специальных белков, которые распознают определённые молекулы и инициируют защитные реакции организма. Например, иммунная система выявляет вирусы и начинает вырабатывать антитела для их обезвреживания. Импринтированные белки представляют собой синтетические аналоги таких природных рецепторов.
Один из разработчиков, младший научный сотрудник лаборатории неорганической химии СГУ Полина Ильичева, отметила, что импринтинг белка позволяет устранить многие недостатки, присущие природным антителам. Природные антитела отличаются высокой стоимостью получения, сложностью производства и зависят от этических норм. К тому же, искусственные белки более устойчивы к изменению температуры, в отличие от более хрупких антител, которые могут портиться при транспортировке или хранении.
Такие белки могут найти применение в медицине, сельском хозяйстве, а также в создании систем адресной доставки лекарств. Они способны заменить натуральные антитела в диагностических тестах, служить сорбентами для нейтрализации токсинов и использоваться в качестве контейнеров для прицельной доставки лекарств в организме.
Как отметила Ильичева, преимущество импринтированных белков заключается в возможности персонализированного подхода: можно взять белок конкретного человека, модифицировать его и вернуть обратно в организм для достижения наилучшего эффекта.
Ранее процесс создания импринтированных белков был в значительной степени случайным — учёные подбирали условия синтеза методом проб и ошибок. Новая компьютерная модель позволяет на атомном уровне проследить процессы формирования подобных белков и заранее задавать необходимые параметры для получения эффективного продукта.
Ильичева также уточнила, что созданная модель демонстрирует, как формируются участки, отвечающие за распознавание молекул, и помогает определить оптимальное количество компонентов для успешного синтеза искусственного рецептора.
В проекте участвовали специалисты из Саратовского государственного университета, Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова и Университета прикладных наук Аахена (Германия). Работа финансировалась грантом Российского научного фонда и соответствует федеральной программе «Приоритет-2030».
