Кілька біофізиків з Столичного фізтех університету спільно з колегами з Німеччини, Франції та США зрозуміла, що мембранні білки бактеріородопсин протягом кристалізації поводяться як нібито «канібали». Зростання великих кристалів є наслідком «пожирання» більш невеликих кристалів біля себе.
Так само вчені встановили, що кристалізація бактериородопсина вспеціальной середовищі відбувається невипадковим чином - вона постійно має патерн, що нагадує за формою бджолині стільники. Робота опублікована в журналі Crystal GrowthDesign.
Бактеріородопсин - це світлочутливі мембранні білки архей (Archaea), що нагадують родопсин в паличках сітківки очей. Мембранні білки, як направлятися з їх заголовки, знаходяться на поверхні клітинних мембран. Їх основною родзинкою є властивість передавати різні речовини через мембрану всередину клітини (і навпаки), серед них і різні хімічні сигнали, що запускають ті або інші процеси в клітці.
Друге найбільш значима властивість цих білків - вони не розчиняються у воді і поза клітинної мембрани схильні до денатурації (руйнування третинної і вторинної структури білка), виходячи з цього, щоб добитися їх кристалізації, потрібна особливе середовище, що нагадує липидную мембрану клітин.
На зображенні видно, що біля великого кристала (величезна червона точка по центру) бачаться лише вельми невеликі кристали. Зображення: Valentin Borshchevskiy et als. / Crystal GrowthDesign
У новій роботі російські вчені застосували особливий тип середовища - ліпідну кубічну фазу. Вона не дає білкам денатурувати і, в один момент, вони зможуть вільно переміщатися в неї, «пробираючись» до зростаючого кристалу. Крім цього біофізики підібрали послідовність потрібних хімічних компонентів і їх концентрацію, «побуждающую» білки до процесу кристалізації.
Потім дослідники, застосовуючи спосіб флюоресцентной мікроскопії стали стежити за ростом кристалів. З'ясувалося, протягом перших днів кристали утворюються на всій поверхні середовища досить рівномірно. Але вже через сім днів можна було помічати більш великі кристали білків, оточені «пустками», в яких можливо було зустріти лише вельми дрібні кристали.
Будь-яка така «пустку» мала чітко окреслені межі, за межами яких знову можна зустріти більш великі кристали.
На підставі цих спостережень біофізики уклали. що в ході кристалізації білків бактеріородопсин, найбільші кристалів мало матеріалів для зростання з розчину і вони починають «поглинати» власних невеликих побратимів, але, можливо, ця «тактика» зростання діє лише обмежений час.
Другим цікавим спостереженням став той факт, що кристалізація в середовищі йде по межах областей, що за формою нагадує бджолині стільники. Через що так відбувається, вчені поки не знають, але припускають, що це пов'язано з неодноростямі в ліпідної кубічної фазі. У разі якщо це справді так, то дослідники візьмуть у власні руки інструмент для контролю розмірів придбаних кристалів (зможуть розширити їх розмір).
Процес зростання великих кристалів за рахунок більш невеликих іменується Оствальдовскіх дозріванням або переконденсаціей. Він пов'язаний з більшою розчинністю речовини в маленьких кристаллитами якщо порівнювати з їх великими побратимами. У перший раз процес був змальований у водних розчинах в 1896 році Вільгельмом Оствальдом, але, потім, явище спостерігалося і в гелевих твердих розчинах і системах.
Кристалізація мембранних білків вживається для вивчення їх структури. Великі кристали білків вивчаються за допомогою способів рентгенокрісталографіі, які дозволяють по картині розсіювання випромінювання вельми визначити їх молекулярну структуру.
Зі свого боку, знаючи структуру білка можливо істотно прискорити і здешевити процес виробництва ліків (60 відсотків лікарських препаратів застосовують мембранні білки в якості мішені), за допомогою комп'ютерного підбору молекул, якісь зможуть з ними взаємодіяти. Виходячи з цього розробка нових розробок кристалізації і супутніх їй закономірностей на даний момент є однією з найбільш зростаючих областей вивчень в біофізики.
Творець: Данило Кузнецов
10 сумні факти про канібалізм. ТИЖДЕНЬ СТРАХУ
цікаві записи
Популярні статті на сайті:
МОСКВА 2 мар - РІА Новини. Вчені з Росії, Німеччини і Франції придумали методику, яка дозволяє дбайливо кристалізувати білки і вивчати їх ...
Австралійські вчені знайшли в бактеріальних клітинах комплекси, разюче схожі на еукаріотичні. Стало відомо, що внутрішні мембрани ...
Вчені з технології та Національного інституту стандартів (NIST) США і Північно-Східного Університету (Northeastern University) зовсім випадково зробили ...
Дослідники з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско знайшли метод призупинити розвиток ембріонів мишей до одного місяця в лабораторії. Вчені ...
Організм, інфікований патогенної бактерії зобов'язаний протистояти окислювальному стресу, кинути в бій імунної сукупністю бореться з інфекцією ...