Ученые создали систему для массового внедрения искусственных аминокислот в белки

Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) разработали метод, позволяющий вводить в бактерии большие количества искусственных аминокислот для создания эффективных «дизайнерских» белков. Эти белки могут стать основой для более эффективных лекарств или катализаторов.

Иллюстрация к исследованию. Автор: Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09576-w

В природе белки строятся из 20 стандартных аминокислот. Химики же могут синтезировать тысячи искусственных аминокислот с новыми свойствами, но их внедрение в живые клетки было крайне неэффективным, что ограничивало применение.

Группа профессора Катрин Ланг нашла решение, «перепрограммировав» естественную транспортную систему бактерии E. coli, которая обычно доставляет в клетку короткие пептиды. Ученые использовали два приема. Во-первых, они «упаковали» искусственные аминокислоты в синтетические пептиды, окружив их природными блоками, что позволило им проникнуть в клетку как «молекулярному троянскому коню». Во-вторых, они модифицировали компонент-«челнок» транспортной системы, чтобы он эффективно связывался с целевыми пептидами, содержащими искусственные аминокислоты.

«Неестественные аминокислоты теперь доступны в больших количествах внутри клеток E. coli, самых распространенных бактерий в биотехнологии. Это позволяет нам эффективно встраивать различные искусственные строительные блоки в белки», — говорит докторант Тарун Айп, один из ведущих авторов исследования.

Метод уже позволяет производить «дизайнерские» белки с искусственными аминокислотами почти так же эффективно, как и их природные аналоги. На технологию подана заявка на патент. Сейчас система работает в бактериях, но ученые работают над созданием аналогичной системы для человеческих клеток, что открыло бы путь к созданию улучшенных терапевтических белков. В будущем метод планируют адаптировать для импорта в клетки и других молекул, что может революционизировать биотехнологическое производство сложных соединений.

Больше информации: Tarun Iype et al, Hijacking a bacterial ABC transporter for genetic code expansion, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09576-w