Все новости

В России исследовали функционирование ферментов-люцифераз при разных температурах

"Быстрые" лучше всего работают при 10-20 °C, а "медленные" при температуре до 35 °C

МОСКВА, 4 октября. /ТАСС/. Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) и Института белка РАН исследовали функционирование при различных температурах ферментов-люцифераз, которые отвечают за излучение света бактериями, сообщили во вторник в пресс-службе Минобрнауки РФ. Работа важна как для продолжения фундаментальных исследований, так прикладных, например, развития экспресс-тестирования на токсичность.

Люциферазы бактерий делятся на несколько видов: так называемые "быстрые" и "медленные" в зависимости от скорости реакции светоизлучения. Первые уже используют в биотестах благодаря яркому свечению, а свойства "медленных" продолжают изучать, чтобы в дальнейшем найти им практическое применение.

"Зарубежные коллеги изучают медленные люциферазы, чтобы применять их для "подсветки" живых клеток человека и животных. <…> В нашей лаборатории биолюминесцентных биотехнологий традиционно используются быстрые люциферазы, чтобы делать экспресс-тесты на безопасность питьевой воды, воздуха, почвы, а также продуктов питания, например, овощей и фруктов. В этот раз мы решили узнать, как поведут себя эти белки двух видов при высоких и низких температурах - сохранят ли активность и смогут ли восстановить свою структуру, если произойдут обусловленные температурой повреждения", - приводит пресс-служба слова соавтора исследования, кандидата физико-математических наук, старшего преподавателя кафедры биофизики, научного сотрудника Научно-исследовательской части СФУ Анны Деевой.

Для проверки активности бактериальных люцифераз при температурах от 5 до 45 °C ученые провели ряд лабораторных экспериментов, используя методы остановленного потока (для исследования быстрых реакций) и дифференциальной сканирующей калориметрии (для оценки стабильности белка при нагревании). В результате выяснилось, что "быстрые" люциферазы лучше всего функционируют при 10-20 °C, а "медленные" при температуре до 35 °C, демонстрируя в реакции менее яркое свечение, но большую устойчивость к экстремальным для белка условиям. Найдены условия возвращения активности белков после денатурации.

Прикладные перспективы

Как отмечают авторы, полученный результат для бактериальной люциферазы в условиях "температурных качелей" интересен для фундаментальных и прикладных целей. С точки зрения фундаментальной науки специалисты будут и дальше исследовать особенности влияния высоких температур на денатурацию "светящихся" белков и механизмы их возвращения к изначальной структуре. Прикладные же функции быстрых люцифераз- такие, как способность светиться при температурах от 10 °C и восстанавливать свою структуру при 20 °C, открывают новые перспективы для экспресс-тестирования на токсичность. По мере развития портативных приборов проверять с их помощью воду, почву и урожай можно будет практически повсеместно - на полях, в лесах и на приусадебных участках. Сейчас они используются в лабораторных условиях при комнатной температуре.

Исследование прошло при финансовой поддержке Минобрнауки России, Правительства Красноярского края и Красноярского краевого фонда науки, его результаты опубликованы в одном из международных изданий.