Уведомления
Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь, чтобы оценивать материалы, создавать записи и писать комментарии.
Авторизуясь, вы соглашаетесь с правилами пользования сайтом и даете согласие на обработку персональных данных.
Ученые разработали оптимальный метод получения рецептора, необходимого для сердечно-сосудистой системы
Эффективная наработка белков — важная задача для современной биотехнологии. Она включает в себя модификацию последовательности белка, выбор клеток для экспрессии, культуральной среды, выбор методов выделения и очистки и т. д. Все этапы можно улучшить, как это продемонстрировали ученые Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ с коллегами на примере рецептора ангиотензина II первого типа (AT1). Белок необходим для работы сердечно-сосудистой системы, поэтому его получают в чистом виде для исследований.
Сопряженные с G-белками рецепторы GPCR (G-protein-coupled receptors) — широко представленное у разных организмов семейство мембранных белков. На них действуют множество сигнальных молекул, что позволяет управлять биохимическими и физиологическими процессами. Более того, GPCR являются мишенями большого числа лекарственных препаратов. Все это определяет исключительное значение таких белков для биологии и медицины.
Чтобы использовать GPCR в эксперименте, их необходимо получить в чистом виде. Для этого их экспрессируют в культивируемых клетках, а затем экстрагируют, переводя в растворимую форму и очищая от примесей. Непростая задача, ведь биологические молекулы могут быть нестабильными и разрушаться в неестественных условиях.
Отсюда возникает необходимость оптимизации стандартных протоколов наработки рекомбинантных белков, и GPCR — не исключение. Проблемой занялись исследователи из МФТИ, ОИЯИ (Россия, Дубна) и Чжэцзянского университета (Zhejiang University, Китай). Ученые разработали оптимальную технологию получения рецептора ангиотензина II первого типа АТ1. Он связывает ангиотензин — пептидный гормон, который вызывает сужение сосудов, повышение кровяного давления и высвобождение альдостерона — гормона коры надпочечников. Результаты опубликованы в журнале «Биохимия».
Современные методы исследования требуют выделения больших количеств рецептора AT1 в чистом виде, например чтобы установить структуру белковой молекулы в высоком разрешении с помощью рентгеноструктурного анализа (РСА). Для этого рецептор необходимо экспрессировать в клеточных культурах. Клетки млекопитающих не годятся для этих целей, поскольку они медленно делятся и не позволяют получить достаточное количество белка. Поэтому ученые МФТИ использовали более подходящую клеточную культуру Sf9, исходно полученную из куколок бабочки Spodoptera frugiperda (кукурузная лиственная совка).
Биофизики отметили, что при экспрессии аминокислотную последовательность AT1 в клетках насекомого следует модифицировать: требуется добавить апоцитохром b562RIL, сократить N-концевой домен и внести ряд мутаций. Эти изменения необходимы, чтобы придать AT1 термостабильность. К тому же белок следует солюбилизировать, то есть перевести в растворимую форму. Рецептор AT1 крайне нестабилен в водных растворах, и это немало осложняет задачу.
Далее исследователи оптимизировали экспрессию AT1 в клетках линии Sf9. Для оценки ее эффективности использовали долю рецептора на мембране клетки, поскольку его направленный перенос туда напрямую связан с правильным сворачиванием белка и посттрансляционными модификациями.
Затем экспрессия рецептора была усилена за счет добавления в среду культивирования его лиганда (кандезартана). Выяснилось, что наработка AT1 в клетках насекомого без этого соединения невозможна. Это связано с нарушением сворачивания белка и его дальнейшего транспорта в клеточную мембрану.
Для работы с АТ1 в водных растворах особое значение имеет его солюбилизация. В этом случае выход целевого продукта нарастили, подобрав оптимальный детергент (поверхностно-активное вещество), а также определяя его оптимальную концентрацию. Тем не менее ученые подчеркивают, что зависимость эффективности солюбилизации носит сложный характер.
Наконец, работа также подтвердила влияние ионного окружения на выход целевого белка и долей его мономерной формы. А именно увеличение ионной силы повысило концентрацию отдельных рецепторов и сдвинуло отношение мономерных и олигомерных форм AT1 к оптимальной величине.
В результате ученые добились оптимизации процессов экспрессии, экстракции и очистки рецептора AT1. Это позволило увеличить эффективность наработки белка в клетках линии Sf9 и выявить факторы, играющие ключевую роль в стабильности рецептора. Новый подход увеличил содержание AT1 в клетках с нуля до 72%, также повысив общий выход примерно в четыре раза — вплоть до значения 100 микрограмм белка на 100 миллилитров биомассы клеток.
«Наша работа посвящена оптимизации процесса получения мембранного белка АТ1, относящегося к классу рецепторов, сопряженных с G-белком. Этот рецептор играет ключевую роль в регуляции кровяного давления, в контроле выведения из организма воды и ионов в почках. Нарушения, связанные с работой АТ1, приводят к серьезным заболеваниям в первую очередь сердечно-сосудистой системы, поэтому рецептор представляет перспективную мишень для разработки новых лекарств. Мы усовершенствовали протоколы экспрессии белка в клеточной линии Sf9 и его очистки для дальнейших биофизических исследований»,— пояснил Иван Капранов, сотрудник лаборатории структуры и динамики биомолекул Центра исследования молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ.
Telegram 
Дзен 
VK Японские биологи повторили античную технологию производства вина из изюма, чтобы выяснить механизм его брожения. Исследователи показали, что сушеный виноград, в отличие от свежего, накапливает на поверхности дикие дрожжи и способен превращать воду в алкоголь без внесения дополнительных заквасок.
Фотополимер — специальный пластик для высокоточной 3D-печати. Часто применяется в ювелирном деле, медицине и особенно в литейной промышленности, позволяя создавать сложные детали с внутренними каналами, например, турбинные лопатки. Однако в процессе термообработки до 450°C, необходимой для выжигания прототипа, материал расширяется, вызывая микротрещины в керамической форме. Это приводит к браку при заливке металлом. Применяемые сегодня расчетные модели не учитывают, что при нагреве меняется вязкоупругое поведение фотополимера — сочетание его упругости и способности течь, — что и вызывает ошибки прогнозирования и производственные дефекты. Для решения этой проблемы ученые Пермского Политеха разработали принципиально новую программу, которая принимает в расчет оба этих ключевых параметра и предсказывает поведение пластика на 97%.
Что стало настоящим фундаментом власти — умение обрабатывать землю или контроль над некоторыми культурными растениями? Авторы нового исследования пришли к выводу, что появление первых крупных сообществ и государств зависело не от земледелия в целом, а от выращивания определенных злаков. Эти культуры было легко хранить и, еще важнее, невероятно просто облагать налогом, что и дало толчок появлению цивилизации.
Так называемые зумеры и альфа, несмотря на молодой возраст, уже формируют ключевые поведенческие и потребительские тренды. Ученые Пермского Политеха рассказали, почему обозначение поколений начали с конца алфавита, как альфа и зумеры отличаются в способности к терпеливости, совмещении цифрового и реального «Я», подходу к профессиональной деятельности и отношении к финансам, какое мышление пришло на смену клиповому и как использование искусственного интеллекта повлияет на авторитет родителей.
Коллектив российских ученых из МИРЭА — Российского технологического университета, Центра фотоники двумерных материалов МФТИ, Института металлургии и материаловедения им. А. А. Байкова РАН и ряда других ведущих научных центров провел глубокое исследование кристаллической структуры широко используемых пьезоэлектрических материалов на основе цирконата-титаната свинца. Используя метод рентгеноструктурного анализа, исследователи впервые смогли в деталях установить, как небольшие химические добавки кардинально меняют фазовый состав керамики и напрямую определяют ее электрофизические характеристики. Это открывает путь к целенаправленному дизайну «умных» материалов с заранее заданными свойствами для передовой электроники и сенсорики.
Ученые разработали штамм цианобактерии, способный поглощать в три раза больше фосфора из сточных вод
Фосфор – элемент, играющий ключевую роль в росте растений. В сельском хозяйстве он используется в составе многих минеральных удобрений. В то же время фосфор, содержащийся в сточных водах — серьезный загрязнитель, который при попадании в водоемы нарушает баланс экосистем и вызывает цветение водорослей. Ученые Национального исследовательского центра «Курчатовский институт» и Южного федерального университета предложили новый экологичный способ выделения фосфора из сточных вод с помощью фотосинтезирующих микроорганизмов.
Человеческие языки разнообразны, но это разнообразие ограничивается повторяющимися закономерностями. Пытаясь описать правила, которым подчиняются различия в грамматике, лингвисты сформулировали ряд так называемых грамматических универсалий — утверждений, предположительно верных для всех или большинства языков мира. Международная команда ученых провела статистический анализ на материале 2430 языков и обнаружила, что соответствующими действительности можно считать около трети таких утверждений.
По расчетам, большинство «гостей» из других звездных систем летят к Земле примерно со стороны созвездия Геркулес. Скорее всего, они время от времени падают на нашу планету, просто мы еще не научились это замечать. Как удалось вычислить, чаще всего они должны падать зимой и где-то в окрестностях экватора.
Ученые открыли новый, ранее неизвестный способ передвижения бактерий по поверхностям, для которого не нужны жгутики. Эти микроорганизмы на краю колонии переваривают сахара, выделяют метаболиты и создают осмотическое давление. Оно вызывает микроскопическое «цунами», и на нем бактерии катятся вперед.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно