Molekulární robot inspirovaný ribozomem

Ribozomy jsou neobyčejně produktivní továrny na proteiny, které vyrábějí podle předpisu v mRNA. Jejich výkon vytváří složitá souhra ribozymů, tedy enzymaticky aktivních ribozomálních RNA a desítek obslužných proteinů. Dave Leigh z Manchesterské univerzity nedávno vedl tým, který vyvinul relativně jednoduchou molekulární výrobnu proteinů o velikosti tak jedné desetiny běžného ribozomu.

Není to zatím ani zdaleka důstojná náhrada ribozomu, pracuje strašlivě pomalu a zvládne jenom kratičké peptidy s pár aminokyselinami. Důležité však je, že se to povedlo a že takový molekulární stroj funguje. Leighův robot využívá rotaxan, velkou prstencovou molekulu, která je navlečená na jiné, lineární molekule, sloužící jako náprava. Významnou roli ve fungování systému hraje i aminokyselina cystein, obsahující thiolovou skupinu se sírou.

Kdyby někdo spustil 10¹⁸ Leighových strojů najednou, zvládly by vyrobit desítky miligramů požadovaného peptidu. Problém je v tom, že jednu aminokyselinu připojí za zhruba 12 hodin. Ribozom jich obvykle zvládne 15–20 za sekundu. Nemluvě o tom, že vyrobí prakticky jakýkoliv protein podle předpisu, zatímco Leighův stroj potřebuje předem připravit aminokyseliny ve správném pořadí pro konkrétní peptid. Co se týče výroby bílkovin, jsme stále ještě v době kamenné.

Nature 493, 274, 2013