Fehérjével szobrászkodnak

A fehérje az élő szervezetek sejtplazmaanyagának zömét alkotó óriásmolekulák gyűjtőneve. Alakjuk, szerkezetük hihetetlenül változatos. Színüket tekintve fehérek, mint a tojásfehérje. (Ritka kivételt képez például a vér vörös vérfestékanyaga, a hemoglobin). Szerkezetük leegyszerűsítve úgy jellemezhető, hogy bennük a vázat alkotó peptidlánc (amelyet sav-amid, azaz peptidkötések fognak össze) húsz különböző tulajdonságú aminosavat kapcsol változatos sorrendbe. A peptidlánc hossza és fölépítése egyaránt nagyon eltérő lehet, és igen változatos formákban ölt testet.
A fehérjék átalakítása, azaz szerkezetük megváltoztatása egy meghatározott célért, a tudósok régi törekvése. Ebből nőtt ki napjainkra a fehérjesebészet vagy - Gráf László biokémikus, a téma kiváló hazai ismerője kifejezésével - a fehérjeszobrászat tudománya, amely lehetővé teszi, hogy a tudósok igényeik szerint változtassák meg az ismert fehérjék szerkezetét és alakítsák át egy másik, rokon szerkezetű fehérjévé. Ráadásul úgy, hogy az ily módon létrehozott fehérjék a természetestől eltérő körülmények között, ipari és gyógyászati célra is fölhasználhatók legyenek.
A fehérjeszobrászat napjainkban általánosan használt módszere az úgynevezett rekombináns DNS-technika. Ennek lényege, hogy a fehérjesebész azt a kiszemelt gént (pontosabban szólva: az illető gént magába foglaló DNS-szakaszt), amely által fehérjét akar termeltetni, kivágja a kromoszómai eredetű DNS-ből. Ezt a kimetszett gént beépíti egy plazmidba, azaz egy olyan, a baktériumokra jellemzően kör alakú DNS-darabkába, amely valamilyen gazdasejtben (például az Escherichia coli baktérium sejtjében) szaporodni képes. Ezt megelőzően azonban a kimetszett gén fehérjeszerkezetében - géntechnológiai módszerekkel - elvégzi a célirányos beavatkozást. Ha az akció sikeres, akkor a kimetszett, átalakított, plazmidba ületetett gén termelni kezdi a kívánt tulajdonságú fehérjét.
Napjainkban már ipari méretekben készül így proteáz, azaz fehérjebontó enzim, mint a mosóporok egyik fontos alkotóeleme, amire azért van szükség, mert csak így lehet elbontani a fehérje típusú szennyeződéseket. Hatóanyaga javarészt szubtilizin, a Bacillus subtilis nevű baktériumból származik. A mosáshoz azonban nem a természetes enzimet használjuk, hanem annak a fehérjeszobrászattal átalakított változatát, amely lehetővé teszi, hogy az enzim magas hőmérsékleten és erősen lúgos körülmények között is aktív maradjon.  A fehérjeszobrászat fontos területe a növekedési hormonok előállítása. Az agyalapi mirigy (a hipofízis) kórós működése következtében kialakuló törpeség gyógyításának fontos eszköze az így előállított hormon: ennek adagolásával állítják helyre a növekedési ritmust. Ami pedig a fehérjeszobrászat jövőjét illeti, Gráf László biokémikus szerint (akinek a Mindentudás Egyetemén elhangzott előadása cikkünknek is alapjául szolgált) a tudományág legerőteljesebben fejlődő ágazata a szelektív hatású ellenanyag-tervezés és -gyártás. Ennek jegyében például a rákos sejtekben megjelenő káros fehérjék ellen egérben termeltetnek ellenanyagot, amit aztán a géntechnika eszközeivel "humanizálnak", azaz alakítanak át úgy, hogy allergiás reakciók kialakulásának veszélye nélkül lehessen azt alkalmazni az emberen. A kutatások reményt nyújtanak például az Alzheimer-kórban és más olyan betegségekben szenvedőknek is, akik szervezetében a fehérje-anyagcsere valamilyen zavara idéz elő kóros rendellenességet.