Транспозоны помогли найти оптимальные участки для разрезания белков
Биологи предложили искать участки для разделения белка на половинки не только с помощью компьютерного моделирования. Таким образом можно обнаружить те участки, которые программа рискует упустить из-за неточностей модели или недостаточной информации о том, какие разрезы критически влияют на структуру белка, лишая его возможности вновь функционировать после соединения частей, а какие – нет. В работе, опубликованной в Nature Communications, авторы при помощи транспозонов нашли новые участки в белковых молекулах, куда можно внести разрез и добавить части интеина – последовательности, которая затем может сшить половинки белка обратно.
Каждая молекула белка появляется на свет в виде длинной цепочки аминокислотных остатков. Затем в ходе фолдинга (сворачивания) белок приобретает свою структуру, при этом у некоторых белков вырезаются участки цепи – интеины. Точнее, интеины вырезают из цепи сами себя и соединяют соседние участки пептидной связью. Этот процесс называется белковым сплайсингом.
Интеин может находиться как и внутри одной полипептидной цепи, так и на концах двух разных цепей в виде половинок. В таком случае половинки соединяются между собой в целый интеин, который также вырезает себя и собирает две полипептидных цепи в один белок. Синтетические биологи видят в этом свойстве интеинов прекрасный инструмент для проведения логических операций на молекулярном уровне. Почти любой белок можно поделить на две части и к их концам «пришить» часть последовательности интеина. Сами по себе такие части не будут нести никаких функций, и только после сплайсинга превращаться в рабочую молекулу. При помощи подобной схемы можно реализовывать логические операции И и И-НЕ, что ученые уже применили для создания ДНК-сенсоров или проведения направленной эволюции с определенными условиями. Но в целом использование интеинов пока сильно ограничено: достаточно трудно определить, где конкретно разделить нужный белок на две части с половинками интеина на концах так, чтобы сплайсинг проходил успешно и функция белка восстанавливалась