Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
18 октября 2017, среда, 12:23
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

РЕГИОНЫ

03 марта 2017, 10:35

Нанодиски вместо мыла

Михаил Николаев et al./МФТИ

Ученые предложили новую методику исследования структуры мембранных белков, которая очень необходима для создания эффективных лекарств. Редакция научного журнала ACS Crystal Growth & Design выбрала эту статью лучшей работой месяца и поместила иллюстрацию к статье на обложку мартовского печатного номера.

Группа ученых из лаборатории перспективных исследований мембранных белков МФТИ, Исследовательского центра Юлих и Института структурной биологии Гренобля разработала метод, позволяющий упростить получение структур белков в естественном состоянии. Авторы впервые получили необходимые для расшифровки структуры кристаллы белка, используя искусственные нанодиски вместо общепринятых «мыльных» веществ для стабилизации белковых молекул в растворе. Исследование опубликовано в журнале ACS Crystal Growth & Design, кратко о нем сообщается в пресс-релизе. Работа позволит получать структуры белков, особенно ценных для разработки лекарств, в их естественном состоянии.

«Правильные» структуры

И для фундаментальных исследований, и для прикладных (например, разработки лекарств или оптогенетики) наиболее интересны мембранные белки: они отвечают, в том числе, за «общение» между клетками, получение сигналов от организма и перенос веществ через клеточную мембрану. Именно на мембранные белки действует более 70% продаваемых в мире лекарств. Получение белковых кристаллов — необходимый шаг на пути к расшифровке точной структуры белков. Знание структуры упрощает разработку лекарств и помогает в понимании фундаментальных процессов. На данный момент учёным известны структуры всего 3% мембранных белков из 7 тысяч, и расшифровка новых по-прежнему важна. Но традиционные методы получения структуры включают в себя неблагоприятные для белков этапы, которые могут портить их структуру, впоследствии давая недостоверную информацию о строении рецепторов в живом организме.

Предложенный биофизиками МФТИ и их коллегами подход направлен в первую очередь на получение функционально активного (т. е. правильного, «рабочего») состояния белковых молекул. Основная идея состоит в том, чтобы работать с белками, встроенными в нанодиски — искусственные участки клеточной оболочки, естественной для мембранных белков. Сами по себе такие участки мембраны нестабильны в растворе, поэтому для надёжности их стягивают особым белковым «поясом», длину которого можно регулировать в зависимости от встроенного в нанодиск мембранного белка. Что удивительно, такой «пояс» является почти полностью естественным для организма человека: с его помощью наши клетки перетаскивают «охапки» липидных молекул и холестерина по кровеносным сосудам. Впервые идея нанодисков была предложена в 2002 году профессором Стивеном Слигаром и с тех пор получила множество приложений, в том числе и в области структурной биологии.

Нанодиски вместо мыла

Обычно подобным образом встроенный белок используют для функциональных исследований, проверяя влияние различных веществ на белковую молекулу. Однако для получения кристаллов, необходимых для расшифровки атомной структуры, белки «вытаскивают» из нанодиска в раствор, окружая «мыльными» молекулами особого вещества — детергента. Молекулы детергента стабилизируют мембранный белок в непривычном для него растворе, однако не являются естественной для него средой и могут влиять на его структуру, не показывая правильно её состояние. Исследователи из МФТИ разработали подход к кристаллизации, для которого при определённом подборе кристаллизационных условий можно использовать белки, встроенные в нанодиски. Нанодиски «растворяются» в среде для кристаллизации, позволяя расти кристаллам белка. Кристаллы, выращенные таким образом,  по качеству не уступают полученным традиционными методами, и при этом молекула белка остаётся в функциональном состоянии.

1. Мембранные белки, живущие в оболочке клетки. 2. Те же белки в нанодисках, стянутые белковым «поясом» фиксированной длины. 3. Белковый кристалл. 4. Молекулярная структура, полученная методом рентгеновской дифракции. Структуру можно использовать для поиска лекарств или внесения полезных мутаций в белок. Илл.: МФТИ

«Мы надеемся, что такой подход к кристаллизации, изученный в нашей работе на конкретном белке, можно будет обобщить на мембранные белки в целом. Комбинируя стабилизацию в нанодисках с современными методами кристаллизации и функциональными тестами, учёные по всему миру смогут лучше понять взаимосвязь структуры и функции молекул, необходимых для нормальной работы нашего организма», — комментирует исследование Михаил Николаев, первый автор статьи и сотрудник лаборатории перспективных исследований мембранных белков МФТИ.

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации (RFMEFI58716X0026).

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi Адыгея Александр Лавров альтернативная энергетика «Ангара» антибиотики античность археология архитектура астероиды астрофизика аутизм Байконур бактерии бедность библиотека онлайн библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса британское кино Византия визуальная антропология викинги вирусы Вольное историческое общество воспитание Вселенная вулканология Выбор редакции гаджеты генетика география геология геофизика глобальное потепление грибы грипп дельфины демография дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение змеи зоопарк зрение Иерусалим изобретения иммунология инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам историческая политика история история искусства история России история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор космос криминалистика культура культурная антропология лазер Латинская Америка лексика лженаука лингвистика Луна мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования местное самоуправление метеориты микробиология Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг моллюски Монголия музеи НАСА насекомые неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество О.Г.И. одаренные дети онкология открытия палеолит палеонтология память папирусы паразиты педагогика планетология погода подготовка космонавтов популяризация науки право преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека Протон-М психоанализ психология психофизиология птицы РадиоАстрон ракета растения РБК РВК РГГУ регионоведение религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент Россотрудничество русский язык рыбы Сергиев Посад сердце Сингапур сланцевая революция смертность СМИ Солнце сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология Фестиваль публичных лекций физика физиология физическая антропология финансовый рынок фольклор химия христианство Центр им.Хруничева черные дыры школа школьные олимпиады эволюция эволюция человека экология эмбриональное развитие эпидемии эпидемиология этика этнические конфликты этология Юпитер ядерная физика язык

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 495 980 1894.
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.