Ученые определили структуру стекловидного белка в губках

Команда исследователей во главе с доктором. Игорь Злотников из Центра молекулярной биоинженерии B CUBE при Техническом университете Дрездена попробовал необычный подход. Вместо того, чтобы производить силикатеин в лаборатории и пытаться получить выращенные в лаборатории кристаллы для изучения структуры, исследователи решили взять стеклянные иглы из каркаса губки и проанализировать крошечные кристаллы, которые уже существуют внутри.
Группа Злотникова вместе с исследователями из Дрезденского центра наноанализа (DCN) в Центре передовой электроники в Дрездене (cfaed) использовали просвечивающую электронную микроскопию высокого разрешения (HRTEM), чтобы ближе изучить кристаллы силикатеина, упакованные внутри стеклянных игл. «Мы наблюдали исключительно упорядоченную и в то же время сложную структуру.

Анализируя образец, мы увидели, что это смесь органического и неорганического вещества. Это означает, что и белки, и стекло образуют гибридную надстройку, которая каким-то образом формирует скелет губок », – объясняет доктор. Злотников.

Традиционный способ получения трехмерной структуры белка заключается в воздействии на его кристалл пучка рентгеновских лучей. Каждый кристалл белка по-своему рассеивает рентгеновские лучи, обеспечивая уникальный снимок его внутреннего устройства. Вращая кристалл и собирая такие снимки под разными углами, исследователи могут использовать вычислительные методы для определения трехмерной структуры белка.

Такой подход широко используется и составляет основу современной структурной биологии. Подходит для кристаллов размером не менее 10 микрон. Однако группа Злотникова хотела проанализировать кристаллы силикатеина, которые были примерно в 10 раз меньше.

При воздействии рентгеновских лучей они почти сразу повреждались, что делало невозможным собрать полный набор данных снимков под разными углами.
При поддержке команды швейцарского источника света (SLS) PSI исследователи использовали новый метод, известный как серийная кристаллография. «Вы комбинируете дифракционные изображения от многих кристаллов», – говорит Филип Леонарски, учёный, работающий с пучком в PSI, который принимал участие в исследовании. "Традиционным методом вы снимаете фильм. С помощью нового метода вы получаете множество снимков, которые впоследствии объединяете, чтобы расшифровать структуру."Каждый снимок сделан в отдельной части крошечного кристалла или даже в другом кристалле.

В общей сложности исследователи собрали более 3500 отдельных снимков дифракции рентгеновских лучей от 90 стеклянных игл при совершенно случайных ориентациях. Используя современные вычислительные методы, они смогли найти порядок в хаосе и собрать данные, чтобы определить первую полную трехмерную структуру силикатеина.

«До этого исследования строение силикатеина предполагалось на основании его сходства с другими белками», – говорит д-р. Злотников. Используя недавно полученную трехмерную структуру силикатеина, исследователи смогли понять его сборку и функции внутри стеклянного каркаса губки. Они построили вычислительную модель надстройки внутри стеклянной иглы и объяснили начальные сложные изображения сверхструктур белок-стекло, полученные с помощью ПЭМВР.

«Мы предоставили подробную информацию о существовании функциональной трехмерной надстройки белок-стекло в живом организме. Фактически, то, что мы описываем, является первым известным природным гибридным кристаллическим комплексом минерал-белок », – заключает Dr.

Злотников.

3 комментария к “Ученые определили структуру стекловидного белка в губках”

  1. Я, лично вам завидую. Ваш собственный дневник на порядок качественнее по содержанию и проектированию чем мой. Кто для вас дизайнерский подход проделывал?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *