Кристали білків, які використовуються в медичних дослідженнях, в космосі вирощувати вигідніше, ніж на Землі. Як показали недавні експерименти, проведені на Міжнародній космічній станції, в космічних умовах кристали білків ростуть краще і більше, повідомляє портал Space.com.
Дослідження в області медицини дуже часто концентруються на вивченні роботи білків - як використовувати їх у виробництві лікарських засобів, а також які з них викликають різні захворювання. Розуміння тривимірної структури білка може допомогти вченим поліпшити ефективність тих чи інших ліків або встановити найкращі способи боротьби з збудником захворювання.
Щоб розшифрувати тривимірну структуру білка, дослідники часто вдаються до особливого методу моделювання - перетворять білок в кристал (по суті заморожують білок, надаючи йому тверду форму), а потім сканують кристали за допомогою рентгенівських або нейтронних променів. Чим більше і чистіше кристал білка, тим вище ймовірність того, що вчені зможуть розшифрувати тривимірну структуру даного білка.
Більшість тривимірних структур білка (на сьогоднішній день їх створено понад 100 тисяч) були отримані за допомогою рентгенівського сканування. Однак, рентгенівське сканування не здатна виявити атоми водню, які становлять близько 50 відсотків атомів в даних білках і можуть відігравати важливу роль в діяльності білка. Нейтронне сканування може визначити точне розташування атомів водню, але для цієї процедури необхідні кристали протеїну великих розмірів, а вирощувати їх набагато складніше. Через це з використанням нейтронних променів були визначені не більше сотні тривимірних структур білків.
Попереднє дослідження показало, що вирощування великих чистих кристалів білка на Землі утруднено через високий впливів сили тяжіння планети. У земних умовах важкі рідини опускають вниз, а більш легкі - піднімаються вгору, в результаті чого конвекція або перемішування рідин заважає утворенню чистих кристалів. Вчені припустили, що в умовах мікрогравітації на орбіті Землі ці проблеми будуть практично рівні нулю.
Цю теорію в космічних умовах недавно перевірили на прикладі неорганічної пірофосфатази. Цей білок є фермент, який присутній в більшості живих організмів і відіграє важливу роль у формуванні кісткової тканини, синтезі ДНК і утворення та руйнуванні жирів.
В системі кристалізації білка, розробленої вченими спеціально для даної серії експериментів, використовуються крихітні трубки для управління потоком розчину, що містить розчинені білки. Геометрія трубок така, що білки концентруються в певній частині розчину, в результаті чого він стає перенасиченим, тобто в ньому міститься дуже багато білка. Ці «зайві» білки змушені залишати розчин, в результаті чого і утворюється кристал.
Для сканування білка з використанням нейтронних пучків розмір кристала повинен становити не менше одного кубічного міліметра. Якщо на Землі дослідникам вдавалося отримувати кристали в середньому в 0,5 кубічних міліметрів, то середній розмір вирощених в космосі кристалів становив 6 кубічних міліметрів.
У майбутньому дослідники планують виростити ще більше білкових кристалів в умовах мікрогравітації, в тому білки інфекційних бактерій та інших білків, пов'язаних з здоров'ям людини, і навіть поставити вирощування кристалів білка на комерційний потік.
найцікавіші
У сусідній зірки знайшлися пилові кільця і невідомий об'єкт
Вчені «побачили», як мозок звільняє місце для нової інформації
У боротьбі з вірусами допоможе соціовірусологія
Виявлена вкрай незвичайна наднова, що вибухнула двічі
Стівен Хокінг: ми пройшли точку неповернення