Показать меню
19 фев 12:25Политика

Ученым удалось выяснить структуру «перевернутого» родопсина

Ученым удалось выяснить структуру «перевернутого» родопсина

Ученые из МФТИ совместно с коллегами из Франции, Германии и Испании одними из первых в мире раскрыли и изучили структуру высокого разрешения белка из нового семейства гелиородопсинов. В свое время открытие канальных родопсинов привело к появлению оптогенетики — методики управления нервными или мышечными клетками в живом организме с помощью света. Работа была поддержана Российским научным фондом и Российским фондом фундаментальных исследований. Исследование опубликовано в научном журнале PNAS, кратко о его результатах рассказывает пресс-служба МФТИ.

Оптогенетика основана на внедрении в мембрану нейронов специальных белков — опсинов, реагирующих на возбуждение светом. Исследования в этой области открывают новые возможности в терапии болезни Паркинсона, депрессии, тревожности и эпилепсии. Родопсины относятся к обширной группе опсинов. Эти белки содержат специальную группу — ретиналь, при поглощении фотона которой белок активируется. На сегодня с помощью геномных и метагеномных исследований найдено более 10 тысяч генов родопсинов. Родопсины имеются у бактерий, архей, эукариот и гигантских вирусов и вносят основной вклад в захват солнечной энергии в океане.

Огромное разнообразие белков, их биологическая важность и многочисленные биотехнологические приложения создают необходимость изучения их структуры. Понимание структуры белка помогает определять механизмы действия и даже функции. Большой вклад в развитие этой области традиционно вносят сотрудники Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ. В прошлом году сотрудниками центра были расшифрованы структуры белка KR2 и родопсина из гигантского вируса.

Несмотря на различия свойств и структур родопсинов, их ориентация в мембране обычно одинакова. Белки имеют два конца, называемые N- и C-, по наличию амино- и карбоксильной группы соответственно. Все известные родопсины ориентированы в мембране таким образом, чтобы N-концевой фрагмент оказывался снаружи клетки. Однако у недавно открытого семейства гелиородопсинов всё перевернуто с ног на голову: N-конец располагается внутри клетки. Сотрудниками лаборатории впервые расшифрована структура представителя этого семейства, белка 48C12, показаны ключевые отличия от известных родопсинов и сделано предположение о функции гелиородопсинов.

«Гелиородопсины — необычные белки. Полученные нами структуры высокого разрешения продемонстрировали как их уникальную глобальную архитектуру, так и детали внутреннего устройства и взаимодействий между ключевыми аминокислотными остатками», — говорит аспирант МФТИ Кирилл Ковалёв, один из первых авторов работы.

  Карты электронной плотности высокого качества определяют наличие аниона ацетата в активном центре гелиородопсина 48С12. Изображение предоставлено авторами исследования

Ученые смогли проанализировать структуру белка 48C12 в двух состояниях и сравнить ее со структурами других микробных родопсинов. Так, было показано, что внутри белка, в его цитоплазматической части, находится полость, заполненная большим количеством молекул воды. В одном из полученных состояний белка в полости была обнаружена молекула ацетата. Таким образом, полость может играть роль «активного центра» белка, в котором происходит связывание субстрата, такого как нитрат или карбонат. Несмотря на это предположение авторов, функция и биологическая роль гелиородопсинов остается неизвестной.

Валентин Горделий, научный координатор Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ, поясняет: «Столь необычная структура белка и его свойства позволяют нам предположить энзиматическую функцию гелиородопсинов. Кроме того, наша работа показала, что среди этого семейства могут быть выделены группы белков с различными функциями».

Таким образом, ученые расшифровали структуру гелиородопсина 48С12 и показали принципиальное отличие от других микробных родопсинов. Результаты работы открывают новые возможности для дальнейшего изучения гелиородопсинов.

По материалам: polit
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Лента новостей
Посмертного присвоения Юрию Лужкову звания Почётного гражданина Севастополя требуют жители города19:14KAMA TYRES стала участником выставки «Сделано в Татарстане», прошедшей в рамках БРИКС-202401:31Названы главные соперники России в зимних видах спорта21:52Игорь Фишелев: Писатель-исследователь жизни на Шикотане18:16ARTDOM 2025: «Теплый Космос» Виктории Грэймун и его связь с бескрайним миром19:20«Термекс» делится знаниями с персоналом «Лемана ПРО»22:36Город, который выстоял: 12 историй в анимации о блокадном Ленинграде20:14Новый инновационный консервант– революция в пищевой промышленности от НПО «Альтернатива»18:13Ученые назвали самые опасные тормозные колодки17:51Цифровая экосистема города: какими онлайн-сервисами чаще всего пользуются москвичи22:32В Москве пройдет Важным патриотическим событием в Москве станет концерт «НАШИ. За Россию-матушку!»22:09ОТП Банк достиг 6 места в рейтинге цифровой популярности среди банков20:13Московские экспортеры примут участие в 36 выставках и бизнес-миссиях в 2025 году11:13В Москве представили биатлонную винтовку российского производства10:48FREEDOM CONFERENCE: главное событие в сфере онлайн-образования состоится 20 февраля в Москве16:52Бумеранг добра: как блогеры превращают активность подписчиков в помощь детям16:17В Москве открылся набор на новый поток проекта для НКО «Наставничество»13:14Ярмарка вакансий в КЭСИ: работодатели и образование – партнерство для будущего20:51
Популярные новости