Белок жидкий и стеклянный

[b]Жидким белком покроют раны[/b]Усилия ученых, пытающихся создать искусственную кровь, не прекращаются ни на минуту.Но порой и в смежных исследованиях специалисты получают результаты, способные пригодиться для создания кровезаменителя. Так, изучая миоглобин – белок, переносящий кислород, ученые неожиданно для себя создали концентрат искусственной крови, из которого можно «приготовить» если не саму кровь, то по крайней мере состав для транспортировки кислорода.Новые открытия произошли на пересечении биологии, химии и физики, которые способны привести к появлению новых лекарственных препаратов и медицинских средств. Концентрированный жидкий белок, переносящий кислород, вообще может стать основой медицинских материалов нового поколения. Так считают его создатели из университета Бристоля и Исследовательского института коллоидов и поверхностных явлений Макса Планка.Ученые экспериментировали с миоглобином – белком мышц, связывающим кислород.Исследователи сумели снабдить молекулы этого белка добавками в виде определенных поверхностно-активных соединений, после чего при низкой температуре удалили всю воду из раствора, проведя сублимационную сушку.Как сообщили ученые университета в пресс-релизе, при нагревании до комнатной температуры полученный таким способом порошок расплавился и превратился в вязкую жидкость. Самое неожиданное заключалось в том, что в такой версии миоглобин сохранил свою форму и структуру практически нетронутыми.А раньше считалось, что при сильном обезвоживании смеси происходит денатурация белков – потеря ими естественной геометрии и свойств. Однако жидкий миоглобин сохранил способность к обратимому связыванию кислорода в физиологических условиях. Это противоречит предыдущим представлениям, согласно которым для правильной работы белков в организме необходимо присутствие молекул воды. А значит, в структурную биологию следует внести поправки. В этом и заключается удивительность открытия.Авторы работы отмечают, что ранее никто не создавал жидкую форму металлопротеина без использования не только воды, но даже вообще любого иного растворителя, тем более с сохранением биологически активных свойств исходного соединения.Новая форма белка, по мнению британских и немецких ученых, может выступать в роли своего рода концентрата искусственной крови, хотя и в «упрощенной форме». При разведении такого концентрата получится состав для транспортировки кислорода. Правда, нужно учесть, что в естественном случае в крови, напротив, не должно быть миоглобина – это опасно для организма и является признаком травмы или заболевания. То есть новое исследование выдало не синтетическую кровь, а только новый подход к ее созданию. Кроме того, жидкий миоглобин может выступить в роли начинки для перспективных перевязочных материалов и пленочных покрытий для ран, способных улучшать снабжение поврежденных тканей кислородом. Такие перспективы ожидают медицину при переводе белка в не совсем природное состояние.[b]Стеклянным белком будут лечить опухоли[/b]Любопытно, что похожий принцип использовали исследователи из университета Дюка, когда создали еще одну необычную форму белка – стеклянную.Авторы работы растворили белки в крошечной капле воды, а затем добавили небольшую порцию деканола. Большая часть молекул H2O из исходного образца оказалась растворена в деканоле, при этом горстка белков была почти полностью «очищена» от воды, то есть деканол сыграл роль осушительной помпы. Ученые ожидали при этом, что белки кристаллизуются, но вместо этого они сформировали твердое тело с аморфной структурой – своего рода белок-стекло. Произошло это из-за быстрого темпа потери влаги, поскольку весь процесс занимал считанные минуты, а иногда – секунды, и белковые молекулы в концентрированном растворе просто не успевали перераспределяться для создания кристаллической решетки. Это в точности напоминало процесс при получении металлического стекла.Ученые поэкспериментировали с несколькими видами белков, установив, что по меньшей мере четыре из них переходят в твердую аморфную фазу без повреждений и после добавления воды вновь обретают все или почти все свои биологические свойства.Вообще-то белковое стекло от Дюка – это чрезвычайно вязкая жидкость, способная течь на больших временных отрезках. Но для применения находки важно, что получаемые белковые микросферы – практически твердые тела. Они могут предоставить биологам и медикам сразу несколько выгод. Такая форма белка интересна для изучения свойств протеинов. А количество воды, остающейся в составе микросферы, недостаточно для поддержания жизни микроорганизмов, поэтому в стеклянном виде белок может храниться долго и безопасно.Такие шарики можно использовать, например, как высококонцентрированный медицинский препарат, не забивающий канал иглы. В частности, определенные белковые молекулы в такой форме можно филигранно вводить в опухоли.Все эти эксперименты стали возможны после открытия практически той же группой ученых из Дюка неизвестных ранее тонкостей взаимодействия воды и некоторых видов алканов и спиртов в малом масштабе (микропузырьках, микропипетках).Первоначально ученые ставили опыты с концентрированными водными растворами солей, но однажды подумали – почему бы не проделать такой же трюк с белками? А в результате получилось, что знания, полученные в одной дисциплине, оказались ключом к изобретению в совсем другой области.Может, через несколько лет словосочетания «стеклянный белок» или «жидкий белок» не будут вызывать удивление, но пока удивляются даже специалисты, узнавая необычные свойства давно, казалось бы, изученных веществ.