01
А
Астрономия
02
Б
Биология
03
Г
Гуманитарные науки
04
М
Математика и CS
05
Мд
Медицина
06
Нз
Науки о Земле
07
С
Сельское хозяйство
08
Т
Технические науки
09
Ф
Физика
10
Х
Химия и науки о материалах
Химия и науки о материалах
26 сентября

Ученые обнаружили «покачивания» белковых молекул в кристаллах

PxHere

Ученые охарактеризовали качательные движения белковых молекул в кристаллах, а также изменение расположения атомов (конформационные переходы) в отдельных элементах белковой структуры. Исследование провела команда российских ученых, которую возглавил заведующий лабораторией биомолекулярного ядерного магнитного резонанса СПбГУ Николай Скрынников, совместно с зарубежными коллегами. Работа была проведена при поддержке Российского научного фонда (РНФ), а ее результаты были опубликованы в журнале Nature Communications.

Молекулярные кристаллы представляют собой твердые тела, в которых молекулы упакованы особым, регулярным образом. В общих чертах давно известно, что гидратированные (содержащие воду) кристаллы белковых молекул обладают некоторой ограниченной подвижностью, однако точных и исчерпывающих сведений по этому поводу до настоящего времени не было.

9ab1ea95827986af711cb72a47af0f90638c5435
Элементарная ячейка кристалла убиквитина (код Банка данных белковых структур 3N30). На врезке показан контакт между белковыми молекулами, влияющий на внутреннюю динамику убиквитина
Николай Скрынников

Группа российских ученых совместно с иностранными коллегами смогла установить, что белковые молекулы в кристаллах могут незначительно изменять свое положение, совершая своеобразные «покачивания». Ученые в своем исследовании использовали как экспериментальные методы, так и методы компьютерного моделирования, позволяющие составить достаточно полное и детальное представление о динамике белков в кристаллах.

«Бытовое представление о кристалле говорит нам, что кристалл – это нечто твердое и статичное. На самом деле, как нам недавно удалось показать, белковые молекулы в кристаллах часто "покачиваются". Амплитуда такого движения невелика, всего несколько градусов, но этого достаточно для того, чтобы основательно испортить качество рентгенодифракционной картины (отображение структуры белка, полученное при помощи рентгеновских лучей). В нашей последней совместной работе с Полем Шандой из Института структурной биологии в Гренобле мы представили данные эксперимента, которые позволяют с хорошей точностью определить временные характеристики обнаруженного ранее качательного движения (для исследуемого нами кристалла убиквитина это десятки микросекунд)», — рассказывает о недавнем открытии Николай Скрынников, один из авторов статьи.

Так как исследования в современной молекулярной биологии во многом основываются на данных рентгеновской кристаллографии, ученые надеются, что их открытие поможет уточнить данные, получаемые при помощи рентгеноструктурного анализа. Более точные данные, в свою очередь, смогут оказаться полезными для разработки лекарств, так как рациональный дизайн фармакологических соединений опирается именно на кристаллографические структуры белков.

В ходе двухгодичного исследования у ученых возникла гипотеза о существовании причинно-следственной связи между локальной динамикой (то есть конформационными переходами в отдельных элементах белковой структуры) и качательным движением белковой молекулы как целого. Однако данная гипотеза пока не получила экспериментального подтверждения, и ученые надеются в будущем заняться исследованием этой предполагаемой взаимосвязи.

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.

Комментарии

Все комментарии
Обсуждаемое