Аннотация к статье
«Если белок, как скала, не изменяет свою структуру, он никогда не свяжет свою мишень и вообще не сможет ничего сделать. Вот те типы процессов, которые мы можем изучатьP конформационные изменения, управляющие биологическими функциями»,P подводит итог докторPБайз.
Кроме того, он может использоваться для определения структурных изменений, происходящих при взаимодействии белковых молекул.
Этот метод может оказаться особенно полезным при изучении белков, неправильное сворачивание которых приводит к развитию заболеваний. Здесь можно назвать тау-белок, связываемый учеными с болезнью Альцгеймера, и прионы, вызывающие болезнь Кройтцфельдта-Якоба.
Как сворачивается белокP сложнейший вопрос. В какой момент молекула переходит от полностью неупорядоченной к упорядоченной структуре? Не принимавший участия в этой работе доцент кафедры химии Университета Вашингтона (University of Washington) Мунира Халил (Munira Khalil) считает, что самой сильной стороной нового метода является возможность отслеживать структурные изменения в динамике.
«Это первый метод, который позволяет делать снимки структуры белка в процессе его денатурации»,P говорит Байз. «То, что мы можем делать теперь, это наблюдать за всеми конформационными изменениями в процессе их развития».
Обычно ученые изучают две статичные белковые структурыP одну, когда белок еще находится в несвернутом состоянии, и вторую, когда он уже полностью свернут.
Так как новый метод позволяет получать результаты за миллионные доли секунды, он может быть использован для изучения сворачивания и разворачивания белков при их тепловой денатурации. Нагрев белок с помощью лазера, можно получить серию снимков, отображающих процесс его разворачивания, занимающий очень короткий промежуток времени.
Структура белка убиквитина. Альфа-спирали показаны красным, бета-листыP синим. (Фото: CarlosPBaiz)
Один из способов решить эту задачуP анализ данных, получаемых от более широкого спектра инфракрасных волн. Кроме того, ученые разрабатывают методы получения информации о других связях внутри аминокислот.
«В принципе, в спектре белка представлена его полная структура. Вопрос в том, как извлечь эту информации»,P говорит доктор Байз, ведущий автор статьи.
Исследователи подтвердили правильность своих расчетов, проанализировав белки, структуры которых уже известны. Пока метод не раскрывают точную структуру белковой молекулы, но ученые работают над способами определения организации листов и спиралей, исходя из спектроскопических данных.
В альфа-спирали связи между углеродом и кислородом параллельны остову белка; в бета-листе эти связи перпендикулярны листу. Из-за этой разницы при ударе инфракрасным излучением связи колеблются на разных частотах, что позволяет вычислить процент аминокислот, входящих в спиральную структуру, и процент аминокислот, образующих бета-лист.
После образования первичной структуры белки, как правило, сворачиваются в одну из двух вторичных структурP альфа-спирали и бета-складчатые листы. Американские ученые проводят различие между этими двумя структурами, исследуя, как под воздействием инфракрасного света изменяются связи между углеродом и кислородом, присутствующие в каждой из аминокислот, входящих в состав белков.
Ученые во главе с профессором химии Андреем Токмаковым (Andrei Tokmakoff) и постдокторантом Карлосом Байзом (Carlos Baiz) описали свой новой метод в статье, опубликованной в журнале Analyst. Их подход основан на технологии, известной как двумерная инфракрасная спектроскопия, то есть на облучении молекул импульсами инфракрасного света и количественной оценке возникающих в результате облучения молекулярных колебаний. Ученые разработали метод анализа данных и определения их корреляции со структурными элементами белков.
Белки могут принимать различные формы, и знание этих форм помогает в определении их функции. Анализ структуры белка может многое рассказать ученым о поведении молекулы, но многие из используемых в настоящее время методов ее расшифровки требуют кристаллизации белка или какого-либо другого изменения его естественного состояния.
Ученые из Массачусетского технологического института (Massachusetts institute of technology) разработали метод анализа структуры белков, не требующий их предварительной обработки и впервые позволяющий наблюдать изменение их конформации, происходящее в течение пикосекунд, или триллионных долей секунды.
Опубликовано lana в 3 апреля, 2012 - 01:41
» Разработан новый метод определения структуры белков
Разработан новый метод определения структуры белков | Нанотехнологии Nanonewsnet
Комментариев нет:
Отправить комментарий