• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
31.10.2023
ФизТех
723

Тритоны помогли ученым в производстве белков для исследований

4.5

Невозможность получить большое количество мембранных белков — узкое место для их изучения. Ученые Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ впервые применили альтернативную систему искусственной наработки белков LEXSY из клеток паразита тритона для производства рецепторов, сопряженных с G-белком. Она позволила получить в три раза больше тестового белка, чем стандартно используемые для этого системы.

Тритоны помогли ученым в производстве белков для исследований
Тритоны помогли ученым в производстве белков для исследований / © Пресс-служба МФТИ / Автор: Павел Сорокин

Работа опубликована в Journal of Molecular Biology (JMB). Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда. Рецепторы, сопряженные с G-белком (GPCR), образуют самое большое суперсемейство мембранных белков в геноме человека (более 800). Эти крошечные молекулярные «машины», встроенные в стенки клеток, осуществляют взаимодействие между внутренней частью клетки и внешней средой. Неудивительно, что они имеют решающее значение при разработке лекарств.

Но чтобы более точно нацелить молекулу лекарства на свою мишень, необходимо знать атомную структуру рецептора. На сегодняшний день они определены лишь у 20 процентов этих белков. Для проведения экспериментов требуется большое количество биоматериала. Человеческие белки невозможно выделять из людей, их выращивают в искусственных системах. Чаще всего для создания систем по выращиванию GPCR ученые используют яйцеклетки мотылька — кукурузной лиственной совки.

В них помещают человеческую ДНК, используя вирус, атакующий насекомых, который и производит нужный для исследований белок. Этот процесс называется рекомбинантной экспрессией. Произведенный белок выделяют из клетки и очищают от примесей. Только после этого различными методами можно изучать его атомную структуру или биофизические свойства.

Александра Лугинина, старший научный сотрудник лаборатории структурной биологии рецепторов, сопряженных с G-белком, МФТИ, поясняет: «Трансмембранные белки в принципе довольно сложно наработать в искусственных системах. Для структурных исследований нужны большие количества качественного белка. Но некоторые белки ни в какую не получаются. Мы искали условия, в которых можно было бы получить подобные белки».

Ученые Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ решили взять паразитов тритонов Leishmania tarentolae и применить их для экспрессии GPCR (LEXSY — Leishmania Expression System). Биофизики для апробации системы LEXSY наработали с ее помощью аденозиновый рецептор человека (A2AAR) — модельный и хорошо изученный представитель семейства. Полученный белок сравнили с тем же рецептором, продуцируемым в клетках насекомых. Он показал сходную чистоту, стабильность и структурную динамику. Но в клетках LEXSY его получилось заметно больше, что сильно порадовало ученых!


На литр культуры клеток LEXSY дали 3,6 миллиграмма, а клетки Sf9 (Spodoptera frugiperda, клетки кукурузной лиственной совки) — один миллиграмм / © Journal of Molecular Biology (JMВ)

Валентин Борщевский, заместитель директора Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ, комментирует: «В целом, наши результаты показывают, что LEXSY является перспективной платформой для крупномасштабного производства GPCR и других трансмембранных белков для структурных исследований».

Система экспрессии LEXSY показала многообещающий результат. Она способна продуцировать функциональные и стабильные мембранные белки, аналогичные тем, которые получают в более традиционных системах, таких как клетки насекомых или млекопитающих. Ее способность экспрессировать рецепторы, сопряженные с G-белком, с высоким выходом может добавить удобный и эффективный инструмент в арсенал экспериментаторов и оказать решающее влияние на дальнейшие структурные и функциональные исследования. Кроме того, система экспрессии LEXSY является быстрой и экономичной альтернативой более устоявшимся методам экспрессии. Команда ученых из МФТИ верит, что LEXSY позволит пополнить копилку пространственных структур GPCR, что в конечном итоге приведет к упрощению поиска лекарств и терапевтических разработок.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), известен также как Физтех — ведущий российский вуз по подготовке специалистов в области теоретической, экспериментальной и прикладной физики, математики, информатики, химии, биологии и смежных дисциплин. Расположен в городе Долгопрудном Московской области, отдельные корпуса и факультеты находятся в Жуковском и в Москве.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 14:24
Игорь Байдов

Команда китайских инженеров разработала модель магнитоэлектрического генератора, способного эффективно преобразовывать энергию падающих капель в электричество. Устройство может быть полезно для районов с повышенной сезонной влажностью. Разработка ученых в теории выглядит перспективно, но вызывает некоторые вопросы. В частности, пока не ясно, можно ли найти ей практическое применение.

16 июля
Александр Березин

Традиционное представление о роли человека в земных экосистемах известно: он нарушает их нормальную работу и снижает биоразнообразие. Однако первая попытка изучить следы пыльцы за последние 12 тысяч лет принесла скорее противоположные данные — как минимум для континентов, полностью расположенных в Северном полушарии.

16 июля
Татьяна

Аппарат «Кассини», работавший на орбите Сатурна с 2004 по 2017 год, детально картировал его крупнейший спутник — Титан. Выяснилось, что ближе к полярным областям на поверхности есть моря и озера с жидкими углеводородами, куда впадают пополняемые атмосферными осадками реки. По мере изучения этой информации у исследователей возникло все больше вопросов. Каков состав жидкости и что определило очертания береговых линий? Воспользовавшись данными радарной съемки, американские ученые уточнили состав морей Кракена, Лигеи и Пунги и описали свойства их поверхностей.

15 июля
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

12 июля
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

16 июля
Александр Березин

Традиционное представление о роли человека в земных экосистемах известно: он нарушает их нормальную работу и снижает биоразнообразие. Однако первая попытка изучить следы пыльцы за последние 12 тысяч лет принесла скорее противоположные данные — как минимум для континентов, полностью расположенных в Северном полушарии.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно