Ученые раскрыли структуру вирусного родопсина — Naked Science
12 ноября
5 минут
ФизТех

Ученые раскрыли структуру вирусного родопсина

Устройство уникального белка, родопсина OLPVRII, обнаруженного в геноме гигантских вирусах, стало известно благодаря работе выпускников и аспирантов МФТИ.

Рисунок. Слева: вид пентамера вирусного родопсина OLPVRII со стороны цитоплазмы. Центральная пора обозначена красным контуром. Справа: вертикальный разрез OLPVRII, вид сбоку. Профиль центральной поры показан голубой поверхностью. Серые линии обозначают положения гидрофобно/гидрофильных границ липидной мембраны
Рисунок. Слева: вид пентамера вирусного родопсина OLPVRII со стороны цитоплазмы. Центральная пора обозначена красным контуром. Справа: вертикальный разрез OLPVRII, вид сбоку. Профиль центральной поры показан голубой поверхностью. Серые линии обозначают положения гидрофобно/гидрофильных границ липидной мембраны / ©Dmitry Bratanov et al. / Nature Communications / МФТИ

Работа опубликована в Nature Communications.

Один из авторов работы Дмитрий Братанов рассказывает, что вирусные родопсины были впервые обнаружены в так называемых гигантских вирусах несколько лет назад, однако до сих пор никому не удавалось изучить механизм функционирования этих белков, описать их структуру и выяснить функциональное предназначение.

Гигантские вирусы (Giant Viruses) — огромные вирусы размером с бактерию, которые инфицируют клетки водорослей, ответственных за поддержание экологического баланса в природной среде Мирового океана. Изучение такого рода вирусов представляет большой интерес для экологии. «В нашей работе мы получили пространственную структуру OLPVRII высокого разрешения и показали, что этот белок организован в пентамеры в липидной мембране», — сообщает Дмитрий Братанов, научный сотрудник Института комплексных систем Исследовательского центра города Юлих (Германия).

Впрочем, сама по себе пентамерная структура для этого класса белков не нова: ее удавалось обнаружить и у некоторых других родопсинов, например, в случае светочувствительного натриевого насоса KR2. Но структура OLPVRII отличается тем, что в центре пентамера расположена уникальная пóра, предназначение которой пока непонятно.

Вирион мимивируса — гигансткого вируса, первого открытого представителя семейства Mimiviridae / © Ghigo E, Kartenbeck J, Lien P, Pelkmans L, Capo C, Mege JL, Raoult D. / Википедия 

«Возможно, эта пора выполняет роль ионного канала. Скорее всего, для хлора», — считает соавтор работы, аспирант МФТИ Кирилл Ковалев. — Однако, канальное предназначение OLPVRII нами еще не доказано: для этого нужны дополнительные экспериментальные исследования.

Впрочем, кое-что о функциях вирусного родопсина удалось узнать уже в процессе изучения его структуры: авторы работы показали, что этот белок, подобно большинству родопсинов способен перекачивать протоны наружу клетки. Но это свойство у него выражено весьма слабо и, по мнению исследователей, может не быть основной функцией белка.

«Если удастся доказать, что данный вирусный родопсин является ионным каналом, то он может стать прекрасным инструментом для оптогенетики и биомедицинских приложений», — считает один из авторов работы Валентин Горделий, руководитель научных групп в Институте структурной биологии в Гренобле и в Исследовательском центре Юлиха и научный координатор Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний в МФТИ.

Ученые считают, что этот инструмент сможет превзойти все существующие аналоги за счет преимуществ его пентамерной структуры — свободы генетического манипулирования свойствами белка и, предположительно, высоких токов через широкую центральную пору. Авторы работы закрепили за собой приоритет на оптогенетическое применение вирусного родопсина OLPVRII, подав патентную заявку на соответствующее изобретение. 

ФизТех
60 статей
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.
Вчера, 11:52
4 минуты
Сергей Васильев

В янтаре сохранились не только перья динозавров, но и пившие их кровь насекомые мелового периода.

Позавчера, 18:58
37 минут
Александр Березин

Поток новостей показывает каждое научное открытие как необычно важное, отчего бывает сложно выделить самые значимые. Вот наша версия десятки самых выдающихся научных достижений года. Расскажем о них поподробнее.

Вчера, 12:42
2 минуты
Денис Гордеев

Американская компания внедрила в свою обувь цифровые технологии.

9 декабря
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

7 декабря
4 минуты
Илья Ведмеденко

Эксперты измерили радиолокационную заметность нового шведского корвета типа «Висбю»: она оказалась чрезвычайно малой.

8 декабря
24 минуты
Редакция

Конспирологические теории давно вышли за пределы камерных форумов в Сети и разговоров на кухнях – сегодня о них можно прочитать в газетах и услышать по ТВ. Их сторонники считают, что Земля плоская, первые лица государств – инопланетяне-рептилоиды, а ВИЧ выдумали фармакологические компании. Разберемся, какие особенности нашего восприятия делают конспирологию такой привлекательной и может ли вера в мировой заговор нанести реальный ущерб.

15 ноября
6 минут
Никита Шевцов

Ученые впервые воспроизвели в реальности парадокс друга Вигнера. В результате физики выяснили, что квантовые явления субъективны: каждый наблюдатель может иметь свои альтернативные факты насчет них, и все они будут правдивы.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

9 декабря
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: