Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin

Протеиновые «банковские ячейки»

Пористые белковые кристаллы позволят хранить молекулы внутри клеток

Софья Долотовская, N+1

Японские биоинженеры разработали протеиновые кристаллы с пористой структурой, способной удерживать экзогенные молекулы внутри живых клеток. В перспективе такие пористые кристаллы можно будет использовать, например, для внутриклеточной доставки лекарств или ферментов. Статья опубликована в журнале ACS Nano (Abe et al., Crystal Engineering of Self-Assembled Porous Protein Materials in Living Cells).

Прототипом для протеиновых кристаллов стала белковая оболочка циповирусов, вызывающих полиэдрозы у насекомых. Эти вирусы заключены в многогранные защитные белковые кристаллы, называемые полиэдрами и обладающие очень высокой стабильностью. Эта стабильность обеспечивается плотной упаковкой полиэдриновых мономеров в тримеры, которые образуют кристалл c низкой пористостью, ограничивающей включение чужеродных молекул.

Porous-Protein1.jpg
(Здесь и ниже рисунки из статьи в ACS Nano).

Авторы предположили, что увеличение пористости полиэдринового кристалла при сохранении его стабильности позволит использовать его для захвата и хранения экзогенных молекул в живых клетках. Для повышения пористости ученые с помощью методов генной инженерии удалили аминокислотные остатки, находящиеся на контактной поверхности каждого тримера. Это позволило сохранить исходную структуру кристаллической решетки, но при этом увеличить размер пор.

Porous-Protein2.jpg
Схема получения пористых белковых кристаллов

Получившиеся мутантные белковые кристаллы размером в несколько микрон способны адсорбировать в 2-4 раза больше экзогенных молекул, чем полиэдры дикого типа. Они обладают также способностью к сильной концентрации молекул: например, флуоресцентная краска из раствора концентрировалась в кристаллах в 5 тысяч раз.

Ученые также проследили, как ведут себя мутантные кристаллы внутри живых клеток насекомых. Кристаллы оказались очень стабильными и способными накапливать краску прямо внутри клеток.

Исследование открывает перспективы для разработки наноматериалов с регулируемой пористостью из природных самоорганизующихся белковых кристаллов. Такие пористые кристаллы можно будет использовать, например, для внутриклеточной доставки лекарств или ферментов. Также белковые поры могут использоваться для структурного анализа клеточных молекул методом кристаллизации.

Кристаллизация – один из основных методов изучения структуры мембранных белков. Крупные кристаллы белков изучаются с помощью методов рентгенокристалографии, позволяющих по картине рассеяния излучения очень точно определить их молекулярную структуру. Недавно другая группа японских ученых описала кристаллизацию светочувствительных мембранных белков бактериородопсинов. Оказалось, что во время кристаллизации они ведут себя как «каннибалы»: рост крупных кристаллов происходит за счет «пожирания» более мелких кристаллов вокруг себя.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
 09.02.2017


Читать статьи по темам:

биомолекулы доставка препаратов Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Мозги под соусом карри

В экспериментах на мышах с моделью болезни Альцгеймера исследователи показали, что доставка в мозг куркумина, основного компонента популярного соуса карри, в виде аэрозоля более эффективна, чем его внутривенное введение.

читать

Охота на клетки: «загонщики» и «номера»

Химерные молекулы из ДНК и антител могут распознавать клетки точнее, если вместо одного такого молекулярного робота отправлять на охоту за клеткой сразу нескольких.

читать

Биотехнология: магистральные пути развития

Бурное развитие современных биотехнологий идет сразу по нескольким ключевым направлениям, в каждом из которых уже достигнуты многообещающие результаты.

читать

На уровне мембраны

В Институте биоорганической химии РАН мембранными белками занимаются с середины 1970-х. В годы перестройки большинство научных групп фактически распались. И только в лаборатории структурной биологии работы, связанные с мембранными белками, вопреки всем сложностям продолжались.

читать

Золотые медали Российской академии наук

Высшая награда РАН присуждается ежегодно с 1959 г. одному российскому и одному иностранному ученому за выдающиеся работы в области естественных и гуманитарных наук.

читать

Синтетические клетки прошли тест Тьюринга

Исследователи создали искусственные клетки настолько реалистичными, что обыкновенные «коллеги» не смогли заметить разницу во время химического «разговора».

читать