Биофизики заменили «мыло» на нанодиски

Группа ученых 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.

Для фундаментальных исследований, и для прикладных (разработка лекарств или оптогенетика) наиболее интересны мембранные белки: они отвечают 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.

Предложенный биофизиками МФТИ и их коллегами подход направлен в первую очередь на получение функционально активного, то есть 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.

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, неправильно показывая ее состояние.

Авторы исследования разработали подход к кристаллизации, для которого при определенном 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, при этом молекула белка остается в функциональном состоянии.

Более подробная информация на сайте