Рентгеновский лазер ускорит определение структур белков, важных для медицины

Международная команда ученых, среди которых специалисты из МФТИ, научилась определять пространственную структуру белка, полученную на рентгеновском лазере, используя атомы серы в его составе. Работы была опубликована в журнале Science Advances.

Рецепторные белки GPCR отвечают за передачу сигналов внутрь клеток и позволяют сигналам получать информацию об окружающей среде, а также взаимодействовать друг с другом. Благодаря этому человек может видеть, чувствовать, поддерживать кровяное давление. Нарушения в работе этих белков приводят к тяжёлым заболеваниям, например слепоте. Чтобы создавать препараты для восстановления работы рецепторов, учёным нужно точно понимать, как работает GPCR и знать его пространственную структуру, то есть как свёрнут белок.

Чтобы это определить, применяется рентгеновская кристаллография — один из методов исследования структуры вещества. Для анализа необходимо извлечь белок из клетки и кристаллизировать. Однако молекулы белка GPCR очень подвижны и часто меняют свою пространственную структуру. Поэтому для них сложно вырастить крупные кристаллы.

Исследователи использовали лазеры на свободных электронах, излучение от которых настолько мощное, что полностью ионизирует атомы и разрушает кристалл. Для того чтобы восстановить его структуру, нужно обработать полученные так называемые дифракционные изображения, и определить фазу отражённого излучения. Выяснилось, что сера, которая входит в состав белка, является самым удобным элементом для этого. Она позволила ускорить обработку изображений и получить точные данные. По словам специалистов, методика значительно ускорит исследования белков и поможет в создании новых эффективных препаратов против большого количества заболеваний.