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

Новые детали свёртывания крови: создана компьютерная модель фибриногена

Совместная работа учёных из университета Иллинойса (University of Illinois at Urbana-Champaign) и медицинского колледжа в Мейо (Mayo College of Medicine) показала, чем обусловлена эластичность молекулы фибриногена, которая активно участвует в образовании тромба.

Всем известно, что благодаря свёртываемости крови затягиваются раны, что есть такая болезнь – гемофилия, когда процесс образование кровяных сгустков нарушается, что из-за образовавшегося в крови тромба может произойти закупорка сосудов (мозга, сердца, лёгких) и человек может погибнуть.

Другими словами, тромб как спасает жизни, так и отнимает. Чтобы понять, при каких условиях и как происходит тромбообразование, и какие лекарства помогут повернуть процесс в ту или иную сторону, учёные решили установить во всех деталях, от чего зависит эластичность фибриногеновых волокон.

Поясним. При разрушении стенки сосуда к месту травмы устремляются тромбоциты и под влиянием особых белков выделяют тромбопластин, который вместе с другими веществами способствует превращению белка фибриногена в его активную форму – фибрин. Образующиеся сети эластичного фибрина захватывают клетки крови, которые «затыкают» оставшиеся дырки.

Фибриноген – симметричная молекула, от центра которой отходят переплетающиеся спиральные цепи. Растяжение этих спиралей и определяет эластичность фибриногенаФибриногеновые молекулы очень хорошо тянутся (до двух-трёх раз от первоначальной длины). Благодаря этому они хорошо выполняют свою функцию – растягиваются под давлением крови.
Учёные лаборатории Клауса Шультена (Klaus Schulten) из университета Иллинойса решили выяснить, что определяет эластичность фибриногена. При этом авторы исследования решили не мелочиться (или как раз наоборот?) и рассчитать процесс с точностью до одного атома.
А началось всё с обращения в 2006 году к группе Шультена Бернарда Лима (Bernard Lim), кардиолога из Мейо и эксперта по тромбам. Он провёл серию экспериментов по измерению силы, необходимой для растяжения отдельных молекул фибриногена. Для этого он использовал методы атомно-силовой микроскопии и обнаружил некоторую закономерность, которую назвал «кривая силы растяжения».

Оказалось, что растяжение молекулы происходит в три последовательные стадии. Однако что именно при этом происходит и какая часть молекулы ответственна за каждый этап, оставалось для него не ясным. Дело в том, что фибриноген – симметричная молекула, от центра которой отходят переплетающиеся спиральные цепи. Растяжение этих спиралей и определяет эластичность фибриногена.

Чтобы точно установить это, команда учёных из Иллинойса провела своего рода компьютерную вискозиметрию, смоделировала и рассчитала на компьютере поведение при растяжении каждого атома молекулы фибриногена.

Результат – вот этот видеоролик (8,2 мегабайта, файл MPG), который доказывает, что «кривая силы растяжения» действительно существует, что это не «обман зрения», а истинное свойство белка.

«Моделирование показало, что каждый этап растяжения молекулы происходит закономерно, каждый участок спутанных спиралевидных цепей расправляется строго в определённом порядке», – пишут в пресс-релизе университета Иллинойса авторы.

Кроме того, Лим обнаружил, что на эластичность фибриногена влияют pH крови и содержание в ней ионов кальция. Это значит, что, варьируя тот или иной параметр с помощью лекарств, врачи смогут изменить происходящие в организме человека процессы тромбообразования.

«Так мы выяснили, каким образом мы можем повлиять на процесс разрушения или, наоборот, «усиления» фибриногеновых волокон», – говорит Эрик Ли (Eric Lee), аспирант университета Иллинойса.

Статья, посвящённая исследованию, опубликована в журнале Structure, а её укороченный вариант вы найдёте здесь (тут же находится несколько видеороликов, иллюстрирующих процессы, происходящие при растяжении молекулы).

Мембрана

Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru
28.02.2008

Читать статьи по темам:

компьютеры Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

IBM разрабатывает микросхемы на основе ДНК

Поиск путей снижения размеров микросхем и увеличения числа размещаемых на них транзисторов привел ученых из IBM к совершенно новому способу создания процессоров с помощью молекул ДНК.

читать