Ученые нашли способ автоматической оценки качества белков

МОСКВА, 2 дек — РИА Новости. Способ автоматической оценки чистоты искусственно измененных белков во время их получения разработали ученые СГУ имени Н.Г Чернышевского при участии коллег из Франции. По словам авторов разработки, новый метод контроля позволяет повысить качество белков с новыми свойствами, которые могут быть полезны в сельском хозяйстве, сократить время их производства и количество применяемых реактивов. Результаты исследования опубликованы в Journal of Chemometrics.

Одной из актуальных задач современной химии является разработка эффективных систем молекулярного распознавания, использующих природные системы. В настоящее время для создания таких систем широко применяется молекулярный импринтинг, который заключается в получении "молекулярных отпечатков" в структуре белка в присутствии специально введенных молекул-шаблонов, рассказали ученые Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского (СГУ).

Белки, полученные с помощью молекулярных "отпечатков", могут быть использованы для создания сорбентов (твердых тел, избирательно поглощающих из окружающей среды растворенные вещества) на основе систем молекулярного распознавания, полезных при решении задач животноводства и растениеводства.

Трехмерные спектры флуоресценции

© Фото : СГУ

1 из 2

Визуализация результатов машинного обучения

© Фото : СГУ

2 из 2

Трехмерные спектры флуоресценции

© Фото : СГУ

1 из 2

Визуализация результатов машинного обучения

© Фото : СГУ

2 из 2

Ученые СГУ разработали автоматизированный алгоритм математической обработки сложных спектральных данных, получаемых с помощью 3D-флуоресценции, что позволяет улучшить контроль очистки получаемого искусственного белка от молекул-шаблонов. Математическая обработка данных позволяет выделить целевой сигнал реагента и оценить степень очистки материала.

«

"Очистка конечного материала от молекул-шаблонов (отпечатки которых мы хотим получить) является крайне важным фактором для обеспечения качества продукта. Предложенная нами методика позволяет перейти от субъективной визуальной оценки "на глаз" к автоматизированному контролю и, как следствие, избежать нежелательных побочных эффектов, вызванных недостаточной очисткой", — рассказала один из авторов разработки, доктор химических наук, профессор Института химии СГУ Наталия Бурмистрова.

© Фото : СГУ

Авторы исследования (слева направо): Полина Ильичева, Наталия Бурмистрова, Павел Пиденко, Кирилл Пресняков (сидит)

По словам профессора, практическое применение материалов на основе импринтированных белков требует стабильности их свойств. Автоматизированный контроль очистки может стать важным шагом в получении новых материалов с помощью молекулярных отпечатков.

"Модификация белков посредством импринтинга сочетает в себе свойства природных белков и уникальные характеристики молекулярных отпечатков, что открывает большие возможности для решения задач биомедицины. Белки являются природными молекулами, а данная технология позволяет придать им новые, нужные свойства. Поэтому импринтированные белки могут быть перспективны для нейтрализации токсических веществ или адресной доставки лекарств", — сказала Бурмистрова.

Она добавила, что использование таких белков при получении сорбентов для сельского хозяйства является новым направлением в химии. Ранее очистку получаемых белков проводили с помощью многократного извлечения вещества из раствора или сухой смеси с помощью растворителя без контроля качества. Подход, предложенный учеными СГУ, позволяет контролировать процесс на каждом шагу, сократить время производства белка и объем необходимого растворителя.

Работы осуществлялись по проекту РНФ 22-16-00102 "Высокоселективные сорбенты на основе молекулярно импринтированных полимеров для решения задач животноводства и растениеводства".

Исследование согласуется со стратегическим проектом СГУ "Многофункциональные вещества и материалы, ресурсосберегающие химические технологии и высокотехнологичные решения для промышленности, медицины и экологии ("Химия и новые материалы")" в рамках федеральной программы "Приоритет-2030" национального проекта "Наука и университеты".