Нас врятує кров кита

Хронічний дефіцит донорської крові є однією з найбільш актуальних проблем у світовій медицині. На сьогоднішній день єдиною альтернативою, яку можуть використовувати лікарі в екстрених випадках, є сироватка або сольові розчини. Але сироватка, так само як і повноцінна кров, має невеликий термін зберігання, а ізотонічні розчини придатні лише для того, щоб недовгий час підтримувати нормальну роботу серця.

Справжнім порятунком може стати масове виробництво штучної крові. Дослідження в цій області продовжуються не один десяток років, але існуючі розробки відрізняються високою вартістю і мають різні побічні ефекти.

Основним компонентом кров`яних клітин, відповідальним за перенесення кисню до тканин, є гемоглобін. Цей білок пов`язує молекули кисню не тільки за допомогою хімічних зв`язків, а й за рахунок зміни своєї структури. Його молекули мають водонепроникний кишеню, в якому ховається зв`язує кисень гем-група, і можуть розгортатися, щоб захоплювати кисень, і згортатися, щоб утримувати його всередині. Саме складну будову гемоглобіну є стримуючим фактором, ускладнює дослідження особливостей його структури для ефективного штучного синтезу.

Команда біохіміків з Університету Райса виявила, що спростити виробництво синтетичної крові може використання ультрастабільних білків з м`язів китів. Джон Олсон (John Olson) і його колеги вивчали властивості міоглобіну - білка, який накопичує кисень в м`язових клітинах і дуже схожий на гемоглобін.

Вчені розробили простий метод, який дозволяє вивчати склад і оцінювати рівень виробництва міоглобіну в живих клітинах і за їх межами без складної тривалої підготовки. З його допомогою вони з`ясували, що на стабільність різних форм білка впливають відмінності в їх амінокислотних послідовностях.

Це було особливо помітно на попереднику міоглобіну - апоміоглобіне, який відразу після утворення позбавлений гем-групи. Дослідники навчилися легко визначати стабільність цього білка за вмістом хімічних елементів, які спонукають молекулу розгортатися.

Виявилося, що у морських ссавців, на відміну від більшості інших тварин і людини, молекули міоглобіну мають високу стабільність і практично не розкриваються. Саме ця обставина дозволяє їм накопичуватися в клітинах в більшій кількості.

"Кити і інші глибоководні тварини можуть упакувати в своїх м`язах в 10-20 разів більше міоглобіну, ніж ми, і це дозволяє їм накачати великий запас кисню безпосередньо в скелетні м`язи і залишатися активними навіть при тривалій затримці дихання, - пояснює Олсон в прес-релізі. - м`ясо кита відрізняється темним кольором саме тому, що заповнене миоглобином, який здатний утримувати кисень. Але коли миоглобин тільки проведений, він ще не містять гем-групи, і ми виявили, що особлива стійкість такої вільної від гема форми є ключовим фактором, який дозволяє клітинам виробляти велику кількість міоглобіну ".

Відкриття представляє великий інтерес, тому що команда Олсона давно шукає спосіб виробляти велику кількість гемоглобіну для штучної крові за допомогою генно-модифікованих бактерій. Вчені говорять, що гемоглобін і міоглобін дуже схожі, а значить, результати роботи, опублікованій у виданні Biological Chemistry, можна інтерпретувати і для головного білка крові людини.

Використовуючи свій новий метод, вчені зможуть швидше вивчити безліч різновидів гемоглобіну, щоб знайти найбільш стабільні форми, і підвищити ефективність його синтезу.

Джерело: vesti.ru