Киты и искусственная кровь
Киты и другие морские млекопитающие, ныряющие на большие глубины, могут упаковывать в 20 раз больше кислорода в скелетные мышцы, чем человек. Это дает возможность оставаться активным долгое время при задержке дыхания. Мясо кита такое темное из-за того, что наполнено миоглобином для улавливания кислорода.
Группа исследователей из университета Райс обнаружила, что стабильность белковой основы является ключевым фактором, который позволяет мышечным клеткам накапливать большое количество миоглобина. Сверхстабильные протеины позволяют кита оставаться на глубине и активно двигаться в течение 2 часов и больше.
Используя повышенную стабильность белков, ученые планирует создать заменитель крови для трансфузии при острой кровопотере. Сегодня травматологи и хирурги используют донорскую цельную кровь, которая дорога и имеет короткие строки хранения.
Руководитель проекта доктор Олсон говорит: «Эритроцит или другая клетка для улавливания кислорода состоит из белковой составляющей и гемы, железосоставляющего комплекса. Миоглобин без гем называется апопротеин или апомиоглобин. Все протеины имеют характерную форму. Протеины из семейства глобинов представляют собой карман, где сохраняется гема. Карман открывается и закрывается, улавливая молекулы кислорода».
«При сравнении структур миоглобина в различных образцах животных причина стабильности не была обнаружена, их структура практична аналогична. Эти свойства приобретаются только благодаря незначительной разнице в последовательности аминокислот. Только тщательное изучение химического состава апоглобинов позволило выявить разницу».
«Успех наших изысканий зависит от стабильности протеина. Мы уже разработали метод экспрессии миоглобина в пробирке, что позволило более точно контролировать его вариабельность».
«Следующий этап исследований - создать штамм бактерий, который генерирует большое количество протеина, схожего с миоглобином. Это даст возможность анализировать и выбирать те типы клеток, которые оптимальное подходят для использования в медицине. В случае успеха это будет большой прорыв в разработке идеального искусственного заменителя крови».
Результаты исследования были опубликованы в журнале Journal of Biological Chemistry.