Das Team entwickelt den allerersten VX-Neurotoxin-Detektor

Ronald Koder, außerordentlicher Professor für Physik am City College of New York, und sein Team am Koder Lab bringen das Gebiet der molekularen Erkennung voran, indem sie die ersten Proteine ​​entwickeln, die einen tödlichen Nervenkampfstoff namens VX in Echtzeit und ohne Fehlalarme von Insektiziden erkennen können.

VX wird als Neurotoxin und ein unglaublich tödlicher chemischer Kampfstoff eingestuft, der von einigen Nationen bei Attentaten eingesetzt wurde. Es kann bei denen, die die Exposition überleben, dauerhafte Hirnschäden verursachen.

Diese potenziell lebensrettenden Erkenntnisse werden in der Juli-Ausgabe 2022 von veröffentlicht Wissenschaftliche Fortschritte, wobei Labormitglied Jim McCann als Hauptautor des Papiers fungiert. Es skizziert das Design von zwei Proteinen, die das Neurotoxin erkennen, indem sie ihre Form in Gegenwart von VX ändern.

In Zusammenarbeit mit Douglas Pike und Vikas Nanda von der Rutgers University verwendete das CCNY-Team ein Proteindesignprogramm namens ProtCAD, um 20 verschiedene Proteine ​​zu entwerfen. Laut Koder war der Computercode neu und anders als alles, womit das Team zuvor gearbeitet hatte, daher war es eine kleine Überraschung, dass zwei ihrer Proteindesigns ziemlich schnell funktionierten.

„Dass das erste, was wir mit einem kleinen Molekül versuchten, tatsächlich funktionierte, war ziemlich großartig“, sagte Koder. „In dieser Abwesenheit von VX stoßen sich alle negativen Ladungen gegenseitig ab und dann entfaltet sich das Protein. Und es dehnt sich wirklich aus, fast wie ein Stock. Wenn das Protein VX bindet, wickelt es sich vollständig um das Molekül und wird viel kompakter.“

Frühere Detektoren für diese Art von Molekülen produzierten oft falsch positive Ergebnisse von Chemikalien wie Insektiziden. Dieses neue Design kann dazu beitragen, diese irreführenden Ergebnisse zu verhindern, indem es die gesamte molekulare Oberfläche bis auf ein Hundertmillionstel Zentimeter abtastet.

„Wir erhalten diese bemerkenswerte Spezifität, weil wir mit dem gesamten Molekül in Kontakt treten“, sagte Koder.

Diese Arbeit trägt zu einem sich schnell entwickelnden Gebiet der Biosensortechnologie bei, die verwendet wird, um das Vorhandensein unglaublich kleiner Moleküle, sogenannter Biomarker, nachzuweisen.