В МФТИ описали метод определения трехмерной структуры белков

EMBO

Исследователи из МФТИ составили обзор серийной фемтосекундной кристаллографии — используемого в разработке лекарств метода для анализа третичных структур белков, который позволил получить структуры множества важных для фармакологии ферментов и рецепторов. Результаты работы были опубликованы в журнале Expert opinion on drug discovery.

Способ определения трехмерной структуры биологических макромолекул заключается в том, что предварительно выделенный и очищенный белок кристаллизуют, то есть постепенно высушивают растворитель. Это приводит к формированию кристаллов белка, которые помещают в специальное устройство, где облучают рентгеновским излучением. Однако не все биологические макромолекулы получается кристаллизовать. Например, в случае мембранных белков не удается создать достаточно большие и чистые кристаллы для классической кристаллографии. Для таких белков был изобретен метод серийной фемтосекундной рентгеновской кристаллографии или SFX (serial femtosecond crystallography).

«Главной прорывной особенностью этой технологии стала крайне высокая плотность энергии лазерного импульса. Объект подвергается столь мощному излучению, что неминуемо и почти мгновенно разрушается. Однако до его разрушения отдельные кванты лазерного импульса успевают рассеяться и попасть на детектор, что дает исследователям материалы для исследования структуры исходного белка. Эту особенность разработчики технологии назвали "diffraction-before-destruction" или "дифракция перед разрушением"», — пояснил замруководителя лаборатории структурной биологии рецепторов МФТИ Алексей Мишин.

При SFX кристалл разрушается сразу при первом взаимодействии с мощным рентгеновским импульсом. В результате исследователям необходимо последовательно облучать множество мелких кристаллов и анализировать целую серию картин дифракции (именно поэтому технология получила название «серийной»). Впрочем, при технологии SFX ученые имеют дело с суспензией мелких кристаллов разного размера и качества, которые выбирают при помощи центрифугирования или с использованием сит известного размера пор. Также необходимо учитывать, что рентгеновские лазеры на свободных электронах обладают определенной максимальной частотой, с которой они могут излучать импульсы рентгеновского света.

Доступ к трехмерным структурам белков позволяет ученым видеть устройство молекулы, на которую надо воздействовать, перебирать миллионы вариантов потенциальных лекарств за короткое время и тратить намного меньше времени и денег на химический синтез.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.