Il nobel per la chimica Sharpess presenta le “proteine cattura-agenti” | Chimici.info

Il nobel per la chimica Sharpess presenta le “proteine cattura-agenti”

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Gli anticorpi, le proteine protagoniste del nostro sistema immunitario, sono da anni utilizzate a scopi diagnostici. Il loro uso è molto diffuso perché sono molecole capaci di legare e perciò “riconoscere” con elevata efficienza e selettività altre macromolecole, soprattutto proteine,  rilevandone con grande precisione la “presenza”,  consentendo, inoltre, di fare stime quantitative. Per questo sono, infatti, utilizzate di routine nei laboratori di anali cliniche per l’analisi di preparati biologici.

Gli anticorpi presentano però l’inconveniente di avere metodi  di preparazione e purificazione alquanto costosi, inoltre sono molecole poco stabili.

Uno studio rivolto alla sintesi chimica di molecole simili agli anticorpi, con la stessa capacità di legare una molecola target in modo specifico e selettivo ai fini diagnostici, è stato presentato dagli scienziati del dipartimento di chimica del California Institute of Technology (Caltech) e dello Scripps Research Institute.

Gli autori della ricerca fra cui il Nobel per la chimica 2001, Barry Sharpless, hanno descritto sull’ultimo numero della rivista Angewandte Chemie,  la tecnica con cui sono sintetizzate le molecole in questione.”Lavorare con gli anticorpi è frustrante, pertanto abbiamo indirizzato la ricerca verso la produzione di proteine simili agli anticorpi, le abbiamo chiamate perciò “protein capture agents”.

“Sono molecole che possano legarsi ad una particolare proteina target con affinità e selettività molto elevate  ma che possono essere messi  nel portabagagli di una macchina ad agosto a Pasadena e un anno dopo essere ancora funzionali”.

Nel nuovo lavoro, è stato sviluppato un protocollo rapido e conveniente per preparare questi composti altamente stabili, che sono costituiti da brevi catene di aminoacidi. Il metodo utilizzato è quello “in situ click chemistry”, introdotto da Sharpless nel 2001, una tecnica che permette la costruzione passo passo a partire da piccoli peptidi capaci di legarsi alla  proteina di interesse.

Secondo la tecnica, si costruisce il primo peptide del “protein capture agents” in maniera che si leghi alla proteina d’interesse insieme  con un’opportuna molecola fluorescente. Si fa incubare con una miscela contenete decine di milioni di peptidi a breve catena e quando il peptide “giusto” si lega alla proteina di interesse, l’etichetta fluorescente ne consentirà l’identificazione.

Il primo peptide è quindi poi isolato e purificato. Il passaggio successivo consiste nel modificare un’estremità con l’aggiunta di un gruppo chimico detto alkyne che consentirà il legame al peptide successivo. Il complesso peptide-proteina target è quindi incubato con la library peptidica. La library contiene peptidi chimicamente modificati con un gruppo azide ad un’estremità, così quest’ultimo può reagire con il  gruppo alkyne e formare un peptide di 2 segmenti.

Perché il legame peptidico avvenga, il secondo peptide dovrà entrare in stretto contatto con il primo sulla superficie della proteina bersaglio, e perciò deve avere un’elevata affinità per tale proteina. A questo punto si ricomincia daccapo con la stessa procedura per produrre il terzo segmento. Un peptide di tali dimensioni è già sufficiente grande per essere selettivo.

Concludendo, è la proteina target stessa a costruire il proprio “protein capture agents” appropriato. In questo modo, sostengono gli scienziati, è possibile sostituire qualunque anticorpo utilizzato a fini diagnostici, con un grande risparmio economico.

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