Valkude disain
Uurimisrühma juht
Seotud struktuuriüksus
TalTech prioriteetne teadussuund
Ülevaade
Valgud on oma omadustelt ääretult mitmekesised biopolümeerid: näiteks struktuursest keratiinist moodustuvad meie juuksed ja küüned, hemoglobiin transpordib meie kehas hapnikku, seedeensüümid lagundavad toitu omastatavateks algosadeks. Need omadused tulenevad otseselt valgu ehitusest. Uurimisrühma (asutati 2024) eesmärgiks valkude disaini laboris on neid struktuur-funktsioon seoseid tundma õppida, et arendada uusi, täiustatud omadustega valke, mida inimkonna hüvanguks kasutada. Teadustöö põhisuunad on uudsete valguliste toidulisandite (näiteks värv- ja magusainete) arendamine, valkude ratsionaalne ning AI-juhitud disain, valkude struktuuranalüüs sh röntgen-kristallograafia.
Uurimisrühma liige
Doktorant
Klassifikaator (Frascati)
Võtmesõna
valk
valkude ekspressioon
valkude puhastamine
täppisfermentatsioon
toidulisand
Tähtsamad tulemused
Rühm asutati 2024 aastal, et rakendada uusimaid struktuuribioloogia ja bioinformaatika meetodeid nii tööstuse kui ka alusteaduslike probleemide lahendamiseks. Temaatiliste teadus- ja arendustegevuste (TemTA) programmi raames alustati koostööd AS TFTAKiga, et arendada uudseid valgulisi toidulisandeid ning mõista seoseid valkude struktuuri ja tehno-funktsionaalsete omaduste vahel. Esmaste töödena ühildati struktuursete uuringute jaoks vajalik bakteriaalne ekspressioonisüsteem modulaarse kloneerimissüsteemiga, mida kasutatakse pärmis Komagataella phaffii, et võimaldada kiiret ja mugavat üleminekut ekspressioonisüsteemide vahel. Võeti kasutusele masinõppel põhinevad valgudisaini rakendused nagu ProteinMPNN ja AlphaFold3, parendati valkude puhastamise võimekust ja läbilaskvust ning töötati välja esmased bioprotsessid valkude tootmiseks bioreaktoris. Alusuuringute vallas jätkus edukas koostöö Pennsylvania State University eukarüootse geeniregulatsiooni keskusega, mille raames publitseeriti ajakirjas eLife uurimus kromatiini remodelleerija, ensüümi SWR1 toimemehhanismi kohta.
- Baier, A. S., Gioacchini, N., Eek, P., Leith, E. M., Tan, S., Peterson, C. L. Dual engagement of the nucleosomal acidic patches is essential for deposition of histone H2A.Z by SWR1C // eLife (2024) vol. 13, art. RP94869.
https://doi.org/10.7554/eLife.94869.3 - Kukk, K. Identification and recombinant production of a flavonoid glucosyltransferase with broad substrate specificity from Vaccinium corymbosum // Journal of plant biochemistry and biotechnology (2024) Vol. 33, 2, 5 p.
https://doi.org/10.1007/s13562-024-00876-2