Forscher haben KI-basierte Protein-Design-Tools verwendet, um Enzyme zu erstellen, die Peptidbindungen spalten, die normalerweise Jahrhunderte stabil bleiben. Durch Nehmen der katalytischen Kerne zweier Proteasetypen —einer Zink-Protease und einer Cystein-Protease— und Ersetzen des restlichen Proteinaufbaus, haben sie maßgeschneiderte Enzyme entwickelt, die spezifische Proteine halbieren können. Diese entworfenen Enzyme wurden an Proteinen getestet, die mit neurologischen Erkrankungen in Verbindung stehen, und haben ihr Potenzial für gezielte therapeutische Anwendungen gezeigt.
Der Prozess hängt davon ab, die Peptidbindungsbildung umzukehren, was enzymatische Katalyse erfordert, aufgrund der inherenten Stabilität des Bindens. Die Zink-Protease verwendet ein Zinkatom, um die Bindung zu koordinieren und eine Wassermolekül zu aktivieren, während die Cystein-Protease ein temporäres Enzym-Substrat-Intermediat vor der Hydrolyse bildet. Beide Mechanismen hängen von der präzisen räumlichen Anordnung wichtiger Aminosäuren im katalytischen Zentrum ab, wobei der Rest des Proteins die Spezifität beeinflusst.
Dieser Ansatz umgeht die natürliche evolutionäre Diversifizierung, allowing schnelles Entwerfen von hochspezifischen Proteasen. Die Arbeit, hauptsächlich von Forschern von Davids Baker Labor an der University of Washington durchgeführt, eröffnet neue Möglichkeiten, Krankheiten zu behandeln, indem schädliche Proteien abgebaut werden.
Quelle: Ars Technica · Zusammengefasst von HeadlinesBriefing