Все новости

Ученые научились определять структуру рецепторных белков с помощью рентгеновского лазера

Рецепторные белки находятся в клеточной мембране и передают через нее сигналы, позволяя клеткам получать информацию об окружающей среде и взаимодействовать друг с другом

МОСКВА, 26 сентября. /ТАСС/. Группа ученых из России, США, Китая и Германии разработала метод определения пространственной структуры рецепторных белков с помощью рентгеновского лазера. Описание исследования опубликовано в журнале Science Advances, сообщили в понедельник в пресс-службе Московского физико-технического института (МФТИ), ученые из которого приняли участие в разработке.

"Когда я участвовал в работе по определению структуры первого рецепторного белка, у меня ушел примерно год на то, чтобы получить кристаллы достаточно большого размера для проведения классической рентгеновской дифракции. Мы надеемся, что разработанный нами метод позволит ускорить эту работу в несколько раз", - сказал Вадим Черезов из МФТИ, чьи слова приводятся в сообщении.

Рецепторные белки (GPCR) находятся в клеточной мембране и передают через нее сигналы, позволяя клеткам получать информацию об окружающей среде и взаимодействовать друг с другом. Нарушения в работе этих белков приводят к возникновению тяжелых заболеваний, например, слепоте. Как и все белки, GPCR имеют сложную трехмерную структуру, которая во многом определяет их свойства, и разработка лекарств, восстанавливающих нормальное функционирование рецепторов, невозможна без знания их структуры.

Чтобы узнать структуру GPCR, ученые решили использовать рентгеновскую кристаллографию. Этот метод заключается в том, что из нужного белка выращивают кристаллы и облучают их рентгеновскими лучами. Лучи, проходя через молекулы, рассеиваются, и по тому, как они рассеялись, ученые узнают, какая у объекта структура.

При изучении GPCR метод рентгеновской кристаллографии сталкивается с трудностями, которые связаны с особенностями этих белков. Рентген разрушает молекулы белка, и для компенсации этого эффекта нужны большие кристаллы размером в несколько десятков микрон. GPCR - очень подвижные и динамичные молекулы, которые часто меняют свою пространственную структуру, поэтому из них трудно вырастить крупные кристаллы, которые необходимы для кристаллографии.

Ученые использовали новый источник излучения - рентгеновский лазер на свободных электронах. У рентгеновского лазера очень короткий импульс - порядка нескольких фемтосекунд, 10-15 с, и дифракционную картину удается заснять до того, как молекулы разрушатся. Благодаря этому ученым удалось обойти трудности, связанные с размерами кристаллов. Из существующих 800 рецепторных белков на сегодняшний день известны структуры только 34. Разработанная экспериментальная методика позволит значительно ускорить их исследования, что, в свою очередь, поможет в создании новых эффективных препаратов против огромного количества заболеваний.