Структура котранспортера 1 хлорида калия (KCC1), решенная в этом исследовании, переносит положительно заряженные ионы калия (K +) и отрицательно заряженные ионы хлорида (Cl-) через клеточные мембраны, помогая регулировать объем клетки. Белок является одним из большого семейства котранспортеров, обнаруженных во многих тканях организма, особенно в почках и головном мозге.
Несмотря на обширное изучение котранспортеров, отсутствие структур с высоким разрешением препятствует более глубокому пониманию их действия.
Ученые решили структуру, используя криоэлектронную микроскопию (крио-ЭМ) – передовую технологию, в которой образцы замораживаются при чрезвычайно низких температурах со скоростью, предотвращающей образование кристаллов льда.
Мутации в этом семействе котранспортеров могут привести к таким заболеваниям, как наследственная эпилепсия, в том числе к одной из форм, которая начинается в младенчестве, – сказал доктор.
Сяо-чен Бай, автор-корреспондент научного исследования. Лекарства, нацеленные на котранспортеры, в настоящее время используются в качестве диуретиков для лечения высокого кровяного давления.
"Крио-ЭМ был единственным способом определить структуру интегрального мембранного белка, такого как этот. Мы надеемся, что эта структура облегчит разработку лекарств, нацеленных на этот белок », – сказал д-р. Бай, доцент кафедры биофизики и клеточной биологии и стипендиат Вирджинии Мерчисон Линтикум в области медицинских исследований, а также стипендиат Института профилактики и исследований рака Техаса (CPRIT).
Белки на клеточной мембране особенно устойчивы к рентгеновской кристаллографии, которая раньше считалась золотым стандартом в технологии структурной биологии до крио-ЭМ.
В крио-ЭМ образцы просматриваются с помощью роботизированных микроскопов, которые могут быть в два раза выше человеческого роста. Эти микроскопы, содержащие высокотехнологичные детекторы электронов, работают с мощными компьютерами для записи нескольких изображений и применения передовых алгоритмов для интерпретации данных. Крио-ЭМ-центр UT Southwestern работает 24 часа в сутки, семь дней в неделю.
Эта работа в Юго-Западном Юго-Западном университете с использованием крио-ЭМ также потребовала передовых методов подготовки образцов, которые доктор. Бай известен во всем мире.