Os cientistas costumam construir novas moléculas de proteína juntando grupos de aminoácidos. Essas cadeias de aminoácidos, chamados polipeptídeos, são os blocos de construção necessários no desenvolvimento de medicamentos e na criação de novos biomateriais.

O processo de construção de polipeptídeos é difícil, Contudo. Os pesquisadores relatam que desenvolveram um sistema mais rápido, método mais fácil e barato para fazer novos polipeptídeos do que estava disponível anteriormente. A nova abordagem usa um processo simplificado que purifica os precursores de aminoácidos e constrói os polipeptídeos ao mesmo tempo, ao contrário dos métodos anteriores em que os processos eram separados, trabalhoso e demorado.

Tradicionalmente, fazer cadeias polipeptídicas tem sido um processo muito complicado, disse o professor de ciência e engenharia de materiais da Universidade de Illinois, Jianjun Cheng, quem liderou a nova pesquisa. Sintetizando e purificando os precursores de aminoácidos, a saber, N-carboxianidrido, ou NCA, requer dias de esforço tedioso, e construir as cadeias polipeptídicas leva horas a dias, ele disse.

"O campo nunca cresceu muito, em parte porque sintetizar polipeptídeos é tão complicado, "Cheng disse." NCA tem muitas impurezas que são difíceis de remover. Até agora, a síntese de polipeptídeos de alta qualidade exigia NCAs ultrapuros. "

Em células biológicas, enzimas chamadas ribozimas unem aminoácidos para formar proteínas, Disse Cheng. Este processo ocorre na presença de água, sal e várias outras moléculas. A replicação desse processo em laboratório é muito difícil, Contudo. Os métodos atuais exigem que os pesquisadores usem moléculas NCA purificadas e construam as cadeias em um ambiente sem água.

Cheng e seus colegas se inspiraram nas ribozimas, que se destacam em fazer cadeias de aminoácidos rapidamente enquanto as isolam do ambiente celular. A equipe desenvolveu um sistema que imita a função da ribozima, construir as cadeias de aminoácidos rapidamente enquanto remove quaisquer moléculas que possam contaminar o sistema. Isso permite que os pesquisadores construam as cadeias desejadas com NCAs que não são puros.

"Esta é a primeira vez desde a descoberta da molécula de NCA em 1906 que fomos capazes de construir longas cadeias usando NCA não purificado, "Cheng disse.

"Trabalhei na purificação do NCA por vários anos e achei muito doloroso, porque o processo exigia condições sem água e era tecnicamente desafiador, "disse o pesquisador de pós-doutorado Ziyuan Song, um membro do laboratório de Cheng. “É por isso que não existem muitos grupos de pesquisa trabalhando nessa área. Com esse método, podemos atrair mais pessoas e encontrar mais aplicativos. "

O método pode ser usado em química, biologia e indústria, onde as cadeias de proteínas são rotineiramente usadas como blocos de construção para a montagem de moléculas úteis, disse o pesquisador.

"Anteriormente, o campo exigia químicos especializados como nós para fazer esses blocos de construção, "Cheng disse." Nosso novo protocolo permite que qualquer pessoa com habilidades básicas em química construa os polipeptídeos desejados em poucas horas.

Os pesquisadores estão investigando como aumentar a escala do processo e explorar toda a gama de aplicações químicas e biológicas que a nova abordagem permite.

Os pesquisadores relatam suas descobertas no Proceedings of the National Academy of Sciences .