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 Энтомологи сравнили устойчивость коммерческих и диких гибридных медоносных пчел к главному паразиту ульев — клещу варроа. Полевые и лабораторные тесты показали, что гибриды заражаются в пять раз реже, поскольку их личинки не нравятся паразитам. Пчела-гибрид выживает без регулярных химических обработок и, что важно для пчеловодов, сохраняет миролюбивый характер.
Кошка может внезапно отказаться от корма, который ела месяцами, и все потому, что ей просто надоел его запах, пришли к выводу японские исследователи. Поэтому хозяевам стоит почаще вносить немного разнообразия в рацион, который они предлагают питомцу, вернее — в аромат, который пища источает.
Исследовательская группа из Сколтеха (входит в группу ВЭБ.РФ) и других научных организаций России и Индии провела системное исследование процесса селективного лазерного плавления алюминиевой бронзы. Этот материал перспективен для применения в компонентах, работающих в условиях интенсивного теплового воздействия и требующих эффективного отвода тепла, — например, в теплообменниках, охлаждаемых элементах энергетических установок и корпусах силовой электроники. Результаты открывают возможность производить сложные по форме компоненты с помощью селективного лазерного плавления, которые по прочности и теплопроводности не уступают традиционным литым аналогам, а по ряду характеристик превосходят их.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Энтомологи сравнили устойчивость коммерческих и диких гибридных медоносных пчел к главному паразиту ульев — клещу варроа. Полевые и лабораторные тесты показали, что гибриды заражаются в пять раз реже, поскольку их личинки не нравятся паразитам. Пчела-гибрид выживает без регулярных химических обработок и, что важно для пчеловодов, сохраняет миролюбивый характер.
Ученые давно знают как с хорошим приближением прогнозировать рост поверхностей. Но экспериментально подтвердить точное соответствие реальных процессов и модели — гораздо более сложная задача, у которой, тем не менее, есть решение.
В парках некоторых стран все чаще можно заметить странную картину: синицы и воробьи вместо пуха и веточек приносят в клювах сигаретные окурки. Орнитологи из Польши решили выяснить, зачем птицы выстилают гнезда мусором, пропитанным никотином. Оказалось, пернатые нашли способ использовать вредную человеческую привычку для защиты своего потомства. Но, как это часто бывает в природе, у медали есть обратная сторона.
Марсоход «Персеверанс» обнаружил в камнях на кромке кратера Езеро спектральные признаки минерала корунда, из которого на Земле образуются рубины и сапфиры. Такие спектры на Красной планете зарегистрировали впервые. Теперь ученые пытаются понять, при каких процессах он мог там сформироваться, ведь условия на Марсе заметно отличаются от тех, в которых корунд обычно образуется на Земле.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
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