Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • TechWeek
  • Биомолтекст2020
  • vsh25

Конструируем белковые комплексы с точностью до атома

Программа поможет собирать «белковый конструктор»

Лента.Ру

Ученые создали технологию компьютерного конструирования белковых комплексов de novo. Она позволит создавать из полипептидов искусственные структуры, обладающие заранее рассчитанными свойствами. Работа опубликована в журнале Science (King et al., Computational Design of Self-Assembling Protein Nanomaterials with Atomic Level Accuracy).

Работа состоит из нескольких этапов. Во-первых, исследователи выбирают тип симметрии желаемого комплекса. Затем в соответствии с ним подбирается полипептид, который станет «строительным блоком» будущей структуры. Им могут стать разные белки, которые не обязательно образуют комплексы в природе. Единственное ограничение – структура белков должна содержать элементы симметрии, соответствующие симметрии комплекса.

На следующем этапе собирается первоначальная структура, элементы которой затем тщательно подгоняются друг к другу. На завершающей стадии ученые вставляют в последовательность полипептидов такие аминокислоты, которые будут образовывать связи между контактирующими поверхностями.

В качестве иллюстрации возможности разработанной технологии авторы создали два комплекса размерами 13 и 11 нанометров. Один из них обладал октаэдрической симметрией и содержал 24 субъединицы, а другой имел тетраэдрическую симметрию и включал 11 субъединиц.

Ученые клонировали гены разработанных белков, ввели их в рекомбинантные микроорганизмы, получили комплексы и установили их строение методом рентгеноструктурного анализа. Положение атомов в комплексах практически не отличалось от предсказанного программой.


Схема создания белкового «конструктора».
Сначала выбирается тип симметрии, затем рабочий блок,
производится сборка, подгонка и в конце – дизайн взаимосвязей.
Изображение из статьи King et al.

Ранее эта же группа ученых смогла рационально изменить структуру двух белков так, чтобы они связывались с поверхностью вируса гриппа.

Разработанная технология важна для понимания связи между аминокислотной последовательностью белка и его структурой. Кроме того, она представляет собой альтернативу созданию комплексов из нуклеиновых кислот с помощью метода ДНК-оригами (или сборке комплексов из коротких олигонуклеотидов). Подобные структуры исследователи надеются применить для создания молекулярных нанороботов. Структуры из белков могут оказаться более практичными, чем из ДНК, так как пептиды обладают большим разнообразием химических свойств и потенциально должны быть более устойчивы к неблагоприятным внешним условиям.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
04.06.2012

Читать статьи по темам:

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

Читать также:

Живая наноэлектроника

Бионаноэлектронный транзистор пригодится в биологических исследованиях, в построении медицинских биоэлектронных имплантатов и диагностических систем, а может быть – в вычислительных машинах будущего.

читать

Супер-люцифераза

Молекулы модифицированного люминесцентного белка люциферазы испускают в пять раз больше света, чем их природные аналоги.

читать

Секрет долгожительства голых землекопов – в мозге

Исключительная продолжительность жизни голых землекопов взаимосвязана с поддержанием в их мозжечке на протяжении всей жизни высоких уровней фактора роста NRG-1.

читать

Как натравить Т-лимфоциты на опухоль?

Модифицированные Т-клеточные рецепторы могут селективно cвязываться с клетками опухоли, маркируя их для уничтожения Т-лимфоцитами, в норме реагирующими на микроорганизмы, а не на раковые клетки.

читать

Ксенонуклеиновые кислоты

Альтернатива натуральным носителям генетической информации РНК и ДНК – ксенонуклеиновые кислоты, способные передавать генетическую информацию, синтезированы в лаборатории.

читать

Альцгеймер, исцели себя сам!

Лекарство от болезни Альцгеймера заключается в том же белке, который её вызывает: один из фрагментов белка-предшественника бета-амилоида подавляет работу фермента, ответственного за патогенную модификацию этого же самого белка.

читать