Moleküler Origami - İnovatif Kimya Dergisi

Protein mühendisleri hastalıklarla mücadele edecek molekülleri geliştirdi.
Protein Mühendisi Aaron Chevalier çok küçük boyutlardaki proteinleri farklı şekillerde
katlayarak protein origamisini geliştirdi. Bu çalışma geleceğin ilaç tasarımının temellerini
oluşturacağı ön görülüyor.
Aaron Chaevalier ve ekibi günlerini karışık ve kıvrık halde bulunan aminoasitleri protein
haline getirmek ve düzenlemek için harcıyor. Washington Üniversitesinde gerçekleştirilen
çalışmanın amacı tasarlanan proteinleri virüslere bağlayarak virüsün hücrelere etki etmesini
engellemek, glüten hassasiyetini kırmak ve alerjiyi ortadan kaldırmak.
Protein Tasarım Enstitüsü(IPD) müdürü David Baker yapılan bu çalışma sayesinde gelecekte
çok sayıda yeni proteinin geliştirileceğini ve geliştirilen bu proteinlerin ilaç ve iğnelerde
kullanılacağını ifade etti.
Diğer yandan araştırmacılara çalışmaları takip eden bilim insanları tarafından farklı uyarılar
geldi. İlk olarak immün sistemimiz bu tanımadığı proteinleri kabul ederse bir protein
kirliliğinin oluşması veya bu proteinlerin yeni alerjiler ortaya çıkarabileceği, bunlara ek
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.
olarakta bu proteinlerin bilgisayar ekranında olduğu gibi gerçek hayatta çalışmaya bileceği
ifade edildi. Tabi tüm bu sorunları aşmayı başarırsa ecza dolaplarımızda yer almasının
mümkün olduğu belirtildi. Baker ise bu eleştirilere tüm ilaçlar gibi insanlara uygulanmadan
önce test edileceğini ifade ederek cevap verdi.
Michigan Üniversitesinde Biyokimya Profesörü olan Yang Zhang yapılan bu çalışmanın
geleceğinin parlak olduğunu. Ama tasarlanan proteinlerin tedavi amaçlı kullanımının zaman
alacağını çünkü immün sistemimizdeki proteinlerin birbirini etkileyeceği ve bu etkileşimin
tasarlanan proteinlerin hedefe ulaşmasını zorlaştıracağını vurguladı. Ve bu yöntemin ilaçlar
için çok karmaşık bir süreç olduğunu, sadece proteinlerin etkileşimini göz önüne almanın
yetmeyeceğini, çevreleriyle etkileşimlerinin de değerlendirilmesi gerektiğini ifade etti.
Chevalier geçtiğimiz günlerde laboratuarlarını ziyaret eden öğrencilere proteinleri
şekillendirme prensiplerini ve katlama kalıplarının tasarımının nasıl yapılacağını
anlattı.Chevalier moleküllerin tasarımının hastalıklarla mücadele etmekten çok daha zor
olduğunu ifade etti.Diğer yandan kalıp tasarımlarında kalıbın sertliğinin,su miktarının ve
bekleme süresinin çok önemli faktörler olduğu belirti.
Proteinler tüm vücudun yükünü çeker ve milyonlarca işlemi gerçekleştirirler ama bizim
amacımız temel proteinleri değiştirmek değil sadece hastalıklarla mücadele edecek yapıları
ortaya çıkarmak diyen ETH Zurich’te profesör olan Don Veck ,Baker ve enstitüsünün
çalışmasını desteklediğini açıkladı.Baker ve ekibi eskiden beri kullanılan potansiyel tedavi
yöntemlerinden biri üzerinde ilerlemek yerine yeni yazılımlar geliştirip bu yazılımlarla
proteinlerin şekillerinin,kimyasal yapılarının ya da çalışıp çalışmayacağının analizini
yaptığını böylece tabularını yıktığını ifade etti.Diğer yandan geliştirilen bu yazılıma Rosetta
adı verildi.Rosetta tasarlanan proteinlerin uygunluk değerlerini veriyor bu veriler
kullanılarak proteinlerin inşası ve test aşamalarına geçiliyor.
Tüm Olasılıkların Hesaplanması
Baker ve arkadaşları geçtiğimiz temmuz ayında Science dergisinde çalışmalarının makale
halini yayınladı.Bu makale ilaçların etki edeceği yere teslimatını gerçekleştiren proteinlerin
geliştirildiğini içeriyordu.Bu ise sadece tasarımlardan bir tanesiydi. Bu çalışmanın 10 farklı
versiyonu da takip eden zamanlarda açıkladılar.
IPD laboratuarında önce t-shirt katlama yöntemleri bilgisayarda gerçekleştirildi bu
yöntemler referans alınarak Rosetta geliştirildi. Bu yazılım aminoasitlerin kombinasyon
sayısını,istenen boyutlarda,şekillerde ve kimyasal yapıda nasıl bir araya getirileceği tespit
ediyor.Böylece oluşturulan yapılar fizik kurallarına uygun hale getiriliyor.IPD de bir
araştırmacı olan Neil King tüm bu kombinasyonların bilgisayarın hayal gücü olduğunu ifade
etti.Rosetta ise bu yeteneğini birçok molekülü hızlıca bir araya getirerek ortaya koyuyor.
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.
Rosetta önce proteinlerin tasarımını yapıyor, bunun çıktılarını ise bilim adamları test
ediyorlar.Bilim adamları çalışmanın ilk aşamasında bakteri DNA’larının düzenlenip tekrar
yerleştirilmesi ve maya bakterilerinin yönlendirmesi sayesinde özgün proteinlerin
oluşturulmasıyla ortaya çıktı.
Chevalier ise temeldeki bu çalışmalara çok daha farklı bir boyut kazandırdı. Aklına
proteinlerin antikor üzerinden tasarlanarak hastalıklarla mücadeleye katkı
sağlayabilecekleri geldi.Ve bu fikir kendisine hastalıklara dışarıdan müdahale etmekten çok
daha mantıklı geldi.Rosetta ise ona bu fikrin farklı alternatiflerini sundu.Chevalier bu planını
ilerleyen çalışmalarının takvimine yerleştirdi bile.Chevalier ‘Antikorlar vücudumuzda devr-i
daim yaparak gelişimlerini tamamlarlar.Onları geliştirmek için saklamaya veya paketlemeye
ihtiyaç yoktur.Onlar büyük ölçeklerde tasarlanamazlar,çözünebilirler ve derişim değerleri
arttırılabilir.’ dedi.
Chevalierin hedefi bir proteinin tüm karakteristik özellikleri belirleyip bu özellikleri
kullanarak düşük maliyetli ve oda koşullarında saklanabilir ilaç üretmek.Ne yazık ki
Chevalier henüz bu özellikleri kontrol edemiyor.Diğer yandan Farelerde kararlı bir protein
yapısını test ediyor. Bu yapı gribi durdurabiliyor. Chevalier çalışmanın raporunu şubat
ayında yayınlamayı planlıyor. Laboratuar aşamasında olan bu çalışmanın masraflarını büyük
bir kısmı devlet tarafından sağlansa da gelirini Takeda Pharmaceuticals firması alıyor.
Bugünlerde ise Chevalier ve Baker Virvio adında bir biyoteknoloji şirketi kurmayı planlıyor
Kaynak : scientificamerican.com
Haberi Çeviren : Pembe Özçakmak
Üniversite : Hacettepe Üniversitesi (Lisans Öğrencisi)
Bölüm : Kimya Mühendisliği
Mail : [email protected]
Not : Haberlerin dergi yönetimi ile çevirene haber verilmeksizin yayınlanması,
kopyalanması, kendi web sitenize eklenmesi kesinlikle yasaktır. Bir yerde yayınlamayı
düşünenler [email protected] adresine ve de haberi çeviren
arkadaşımıza mail atarak durumu belirtmeleri gerekmektedir.
Yorumlar
İnovatif Kimya Dergisi kaynak gösterilmeden paylaşılamaz.