top of page

News

A WRAP for biology’s greasiest problem

Jul 6
3 min read

By mimicking cell membrane environments, new custom-designed proteins make water-repelling proteins soluble without detergents.

IPD                         WRAPs researcher Ljubica Mihaljevic works at a lab bench at the Institute for Protein Design.
IPD WRAPs researcher Ljubica Mihaljevic works at a lab bench at the Institute for Protein Design.

Embedded in the boundary between the inside and outside of each cell are membrane proteins. They act as first responders by sensing signals, regulating which molecules enter and leave the cell, and enabling cells to quickly adapt to changes in their environment. 

The membrane protein surface repels water. Its hydrophobic nature has complicated the development of therapies and vaccines to target membrane proteins.

“Membrane proteins are notoriously difficult to work with. We needed to find a way to keep them intact in water,” said David Baker, professor of biochemistry at the University of Washington School of Medicine and director, UW Medicine Institute for Protein Design. 

After taking on this challenge, researchers report, for the first time, that membrane protein structures can be distinguished by using computationally designed protein coverings.

The discovery could overcome some cell biology obstacles in biomedical research. Work on syphilis vaccines, for example, has been stalled by difficulties in studying antigens from the outer membranes of the bacteria that cause this infection. Antigens are chemical warning signs that can provoke an immune system attack on a cell.

To extract membrane proteins, scientists have conventionally used detergents, which contain surface-acting molecules to bridge oily and watery substances. This approach is often a tedious, multistep endeavor and can limit application of the findings. 

The project led by the UW Medicine Institute for Protein Design developed a new solution: custom-designed proteins that can surround membrane proteins. These WRAPs (Water-soluble Rosetta Fold-diffused Amphipathic Proteins) shield the hydrophobic surfaces and allow them to remain soluble and stable in water — without detergents.

Pooja Bandawane (left) and David E. Kim at computers used in protein design.
Pooja Bandawane (left) and David E. Kim at computers used in protein design.

The researchers describe this advance in the July 2 issue of Science. 

Because WRAPs are genetically fused to their membrane-protein targets, and purified directly from the soluble fraction, they allow researchers to bypass the membrane altogether without having to modify native sequence. The protein designers showed that WRAPs can make a wide range of membrane proteins water-soluble while preserving their native structure. The scientists validated the finding by obtaining a high-resolution (2.95 Å) image of the structure of a WRAPed Mycobacterial porin, a cell transmembrane channel on this bacterium through which dissolved nutrients flow.

“The capability provided by WRAPs opens many new possibilities for both research and therapeutic application,” said Baker, the senior author of the paper.

He explained that WRAPs unlock broad applications across efforts to develop vaccines, diagnostics and drugs by making membrane proteins experimentally accessible without compromising structural and functional features.

One example, the researchers said, is the outer membrane proteins of Treponema pallidum, the bacterium that causes syphilis. These proteins are prime antigens that have long resisted production and structural characterization. WRAPs changed that by enabling stable, soluble antigens that can be finally characterized. This vital information may lead to vaccines and new diagnostics.

“I’m excited to finally release our WRAP approach to the broader scientific community and to see how it accelerates discovery in the membrane protein field,” said Ljubica Mihaljevic, lead author of the paper. She is a Howard Hughes Medical Institute Helen Hay Whitney Postdoctoral Fellow at the Institute for Protein Design. David E. Kim, a research scientist in biochemistry, and Pooja Bandawane, a Ph.D. student in biochemistry, both at the UW School of Medicine, are co-lead authors. 

This work was supported Coefficient Giving (GV673605158); Gates Foundation (INV-043758, INV-040928, INV-051483); National Institute of Allergy and Infectious Disease, National Institutes of Health (U19AI144177); Howard Hughes Medical Institute, including a HHMI Helen Hay Whitney postdoctoral fellowship; Curci Foundation Ph.D. Fellows Program; and an Erwin Schrödinger Postdoctoral Fellowship (J- 4663).

Baker is an investigator of the Howard Hughes Medical Institute. 

A patent application has been filed for the new methods and proteins described in this work. 

Written by Ljubica Mihaljevic.


 
 
 

13 Comments


kirsti533
a day ago

Chiều nay sau khi ở ngoài về, lúc nghỉ ngơi trong khi mình đang đọc các bình luận trao đổi trên mạng, mình thấy TK88 được mọi người nhắc tới nhiều nên hơi tò mò. Lướt nhanh thì thấy tổng thể khá gọn gàng, không gian giải trí phong phú với giao diện đẹp mắt, dễ sử dụng. Với mình nhìn chung cách diễn đạt khá nhẹ nhàng và dễ hiểu.

Like

kirsti533
a day ago

Hồi sáng nay trong khi mình đang đọc các bình luận trao đổi trên mạng, mình thấy https://789winhn.co/ trực tiếp được chèn vào và được mọi người nhắc tới nhiều. Mình bấm xem cho biết, để xem cách trình bày và cấu trúc nội dung. Lướt nhanh thì thấy tổng thể khá gọn gàng, tạo cảm giác đáng tin cậy. Với mình, chỉ cần nội dung gọn gàng như vậy là đủ để mình nắm bắt thông tin cơ bản.

Like

kirsti533
3 days ago

Vào thời gian rảnh mình hay lướt mạng, mình thấy nhiều người kể cả bạn bè mình hay bàn tán về trang 7club.fast đặc biệt là về các thông tin thể thao và các trò trơi giải trí trực tuyến. Mình không đi sâu vào từng chi tiết mà chỉ dành chút thời gian để xem cách phân chia các mục và giao diện. Mình thấy nội dung gọn gàng đầy đủ để nắm bắt thông tin cơ bản khi vào thăm trang.

Like

kirsti533
3 days ago

Khi đọc các bài giới thiệu nền tảng giải trí, tôi thường thích những bài viết ngắn gọn để có thể xem nhanh trên điện thoại. Bài viết này có bố cục khá dễ theo dõi khi phần nhắc đến https://999bet.you/ được đặt ở giữa nội dung. Điều đó giúp mạch bài trở nên tự nhiên hơn và không tạo cảm giác quảng cáo quá sớm. Nội dung tập trung vào trải nghiệm chung của người dùng với giao diện dễ sử dụng và nhiều danh mục quen thuộc như slot, game bài hay mini game. Nhìn chung cách diễn đạt khá nhẹ nhàng và dễ hiểu.

Like

kirsti533
3 days ago

Lúc nghỉ ngơi, mình mở TK88 để xem thử vì trước đó tình cờ nghe một vài người nhắc tới. Mình chủ yếu quan sát giao diện và cách website sắp xếp các chuyên mục, Mình đọc thử một vài nội dung chưa có ý định tìm hiểu hết nội dung bên trong. Tiêu đề lớn giúp người xem dễ nhận ra từng khu vực khi kéo xuống. Sau vài phút lướt trang, mình thấy các khu vực được chia khá rõ, khoảng cách giữa các phần hợp lý nên nhìn tổng thể không bị rối. Tiêu đề từng mục có độ lớn vừa phải, giúp theo dõi vị trí khi kéo xuống dễ hơn.

Like

Sports

Entertainment

bottom of page