Лаборатория структурной биоинформатики и молекулярного моделирования НГУ совместно с ГНЦ ВБ «Вектор» и Алтайским госуниверситетом спроектировали вариант модифицированного химозина, который в ближайшее время будет проверяться в НИИ Сыроделия (Барнаул).
Химозин (он же реннин) — это фермент, который вырабатывается в желудках млекопитающих, и используется в приготовлении сыра. В зависимости от свойств используемого химозина получаются разные сорта сыра, так что с помощью нового фермента можно будет производить новый продукт.
Вариант модифицированного химозина спроектирован методом компьютерного моделирования, пояснила заведующий лабораторией структурной информатики и молекулярного моделирования НГУ Анастасия Бакулина.
Целью совместного проекта НГУ, «Вектора» и АлтГУ является получение молокосвертывающего фермента химозина с пониженной температурной стабильностью. Химозин – фермент, под действием которого происходит частичный гидролиз основного белка молока — каппа-казеина с образованием казеина; молоко при этом створаживается. Препараты химозина, полученные из желудка телят, используются в сыроварении для створаживания молока.
В данный момент производство рекомбинантного химозина в России отсутствует. На базе студенческого конструкторского бюро УМНИК (входят студенты и выпускники НГУ и АлтГУ) планируется создание продуцентов химозина с улучшенными свойствами, чтобы затем наладить их производство. Стоит задача на просто скопировать чужие разработки, а сделать свою версию фермента, которая будет по каким-то параметрам превосходить мировые аналоги.
— Эту работу начали в Алтайском государственном университете. На первом этапе участниками СКБ УМНИК был экспериментально получен рекомбинантный химозин коровы, показано, что он функционирует, этим заинтересовались местные производители сыра. Они и предложили сделать модификации для изменения термостабильности химозина. Эта задача интересна и с научной точки зрения, и с практической. Лаборатория в НГУ - это лаборатория компьютерной биологии, у нас нет возможности проводить эксперименты самостоятельно, мы постоянно сотрудничаем с биологами. С другой стороны, специалистов по структурной биоинформатике сейчас мало, и в лабораториях, которые занимаются белковой инженерией, не всегда есть возможность найти сотрудника нужной квалификации, поэтому они обращаются к нам, — говорит Анастасия Бакулина.
Можно сказать, что работа с химозином — это часть большого проекта по «импортозамещению» ферментов, причем ученые планируют не просто повтор того, что делают за рубежом, а изготовление ферментов с новыми интересными свойствами. Иногда требуется увеличенная термостабильность, иногда уменьшенная, или измененная специфичность, или нужно, чтобы фермент эффективно работал при другом значении pH.
— Предполагается, что с помощью биоинформатического анализа нам удастся найти варианты аминокислотных последовательностей химозинов теленка с пониженной термостабильностью. После этого варианты будут проверяться экспериментально. Исходный вариант химозина уже получен, нужно будет внести туда выбранные аминокислотные замены и проверить активность полученных вариантов, — резюмировал заведующий лабораторией иммунохимии ГНЦ ВБ «Вектор» и преподаватель АлтГУ Дмитрий Щербаков.
Лаборатория структурной биоинформатики и молекулярного моделирования НГУ создана при поддержке программы повышения конкурентоспособности российских вузов — Проекта «5-100»
Проект получения рекомбинантного химозина со сниженной термостабильностью недавно был поддержан фондом РФФИ
