• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
20.12.2022
ФизТех
606

В МФТИ показали, что ферритин играет ключевую роль для биотехнологических и фармацевтических приложений

4.6

Ферритин — жизненно важный белковый комплекс, отвечающий за окисление и хранение железа. Он играет значимую роль в различных метаболических процессах, например при воспалении, реакции на стресс и развитии онкологических и нейродегенеративных заболеваний. Ученые МФТИ описали роль ферритина в заболеваниях, клеточную регуляцию железа, его структурные особенности и роль в биотехнологии и показали, что молекулярные механизмы самосборки ферритина можно назвать ключевыми для ряда биотехнологических и фармацевтических приложений.

Возможные применения ферритина. Структурные исследования: ферритин — хороший модельный объект для SAS и электронной микроскопии. Биофизические применения: ферритин используется в синтезе наночастиц из различных металлов и материалов для магнитно-резонансной томографии, электронной криотомографии и других целей. Биомедицинские применения: ферритин используется в качестве носителя лекарств, контрастного вещества как in vitro, так и in vivo, а также для производства вакцин / ©International Journal of Biological Macromolecules / Автор: Telestis Scaevinius

Результаты исследования опубликованы в International Journal of Biological Macromolecules. В течение последнего десятилетия ферритин не только рассматривается как маркер заболеваний, но и активно применяется в медицине при производстве рекомбинантных вакцин и противораковых лекарств. В 2013 году была разработана первая самособирающаяся вакцина против гриппа на его основе, показавшая высокую эффективность. Краеугольным камнем исследований ферритина являются молекулярные механизмы его самосборки. Глубокое понимание этих механизмов позволит создать ряд инструментов для эффективного производства самособирающихся белковых комплексов с желаемыми свойствами.

Ферритин имеет сферическую форму и обычно состоит из 24 похожих субъединиц, каждая из которых имеет активный центр. Эти субъединицы спонтанно собираются в шар с полостью для хранения железа. Впервые ферритин был выделен из селезенки лошади в 1937 году Виктором Лауфбергером. Исследователи показали, что он состоит из белковой оболочки, называемой «апоферритином», и неорганического минерального ядра, включающего до 4000 атомов железа. Железо является важным микроэлементом, так как его включение необходимо для правильного функционирования глобинов (гемсодержащих белков), в частности, гемоглобина, основного переносчика кислорода у человека.

«Ферритин до сих пор имеет большой потенциал в своем практическом применении. Представьте, 24 субъединицы собираются в виде шара, и этот процесс до конца не изучен, а значит, нас, как ученых, интересуют законы, управляющие этим явлением, и способы на них повлиять, — рассказывает об исследовании Всеволод Сударев, студент магистратуры Физтех-школы ЛФИ, сотрудник Центра молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ. — Сами субъединицы довольно гибкие, неправильной формы и с разных углов выглядят по-разному. Таким образом, наш шарик не совсем симметричный».

Отдельные субъединицы объединяются в пары, а затем уже пары формируют соединения из трех или четырех штук, соответственно, возникают комплексы либо из шести, либо из восьми субъединиц. Для формирования полноценной сферы достаточно объединить четыре гексамера (комплекса из шести субъединиц).

«На первый взгляд, можно объединить и три октамера (комплекса из восьми субъединиц), но в природе не все так просто: октамеры, по-видимому, никогда не собираются в полный шарик. Таким образом, формирование ферритина зависит от окружения, а также от того, в какой среде этот белок растет и какие промежуточные комплексы собираются сначала», — добавляет Всеволод Сударев.

Полая сферическая структура ферритина позволяет использовать его как носитель для белковых вакцин, в частности, против новой коронавирусной инфекции. В месте «склеивания» субъединиц образуется полый канал, состоящий из трех или четырех субъединиц. К каждой субъединице можно прикрепить вирусный белок, и это не помешает образованию шарика ферритина. При этом на месте каналов из ферритина будут торчать полноценные вирусные шипы.

«На вирусные белки вырабатывается иммунитет, а сам ферритин усиливает иммунный ответ, и это более эффективно, чем обыкновенные рекомбинантные вакцины, когда используются просто вирусные белки, не прикрепленные к носителю. Также полый белок можно использовать для доставки лекарств или уничтожения раковой опухоли, — поясняет Алексей Власов, старший научный сотрудник лаборатории молекулярной клеточной биологии и оптогенетики МФТИ.

— Но в любом из этих способов биотехнологи не могут гарантировать полноценной сборки апоферритина, особенно с большими модификациями его субъединиц. Таким образом, наша ближайшая цель — как можно более подробно изучить процесс самосборки и научиться его контролировать». Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования России.  

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
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 11:55
Полина Меньшова

Большему количеству учеников, чем когда-либо, трудно осваивать школьную программу. Это связано с низким уровнем развития рабочей памяти и неумением планировать время, считает педагог Алекс Куигли. В новой книге он дал практические рекомендации для учителей, которые помогут сделать работу в классе более продуктивной.

Вчера, 15:20
Андрей

Экологи из Китая подсчитали, как изменились площади оазисов в мире с 1995 по 2020 год. Исследователи также выяснили, в каком регионе оазисных территорий больше всего, в каком темпе происходят изменения и чем на этих землях занимается человек.

Вчера, 20:12
Юлия Трепалина

Два типа телосложения у людей коррелируют с повышенной вероятностью развития колоректального рака. Это показало новое крупное исследование ученых-медиков из Европы и США.

21 апреля
Мария Азарова

Авторы нового исследования выявили три фактора, ответственные за так называемый алкогольный блэкаут — распространенное последствие употребления спиртных напитков, когда человек сталкивается с провалами в памяти.

19 апреля
Дарья Г.

По оценкам ученых, «свободных» планет в Млечном Пути может быть в 20 раз больше, чем звезд. Так как планеты сами не светятся, разглядеть их сложно: их ищут гравилинзированием, лучше всего обнаруживающим самые массивные планеты типа Юпитера. Но вот удалось найти еще одну такую «сироту», причем не массивную с Юпитер, а земного размера. И ученые уверены, что это лишь первая находка из многих.

Позавчера, 11:55
Полина Меньшова

Большему количеству учеников, чем когда-либо, трудно осваивать школьную программу. Это связано с низким уровнем развития рабочей памяти и неумением планировать время, считает педагог Алекс Куигли. В новой книге он дал практические рекомендации для учителей, которые помогут сделать работу в классе более продуктивной.

8 апреля
Василий Парфенов

Режим работы, количество трудовых часов в неделю и экономическую стабильность профессии прочно ассоциируют с благополучием человека. Количественно и качественно определить эти взаимосвязи получается редко — нужны большие выборки респондентов и длительное время наблюдений. Автор новой научной работы использовал долговременное исследование более чем семи тысяч американцев, чтобы выявить основные эффекты паттернов трудовой деятельности на психическое и физическое здоровье работающих людей.

28 марта
Игорь Байдов

Американская компания JetZero, которая обещает произвести фурор в гражданской авиации, получила сертификат летной годности на испытания уменьшенной копии разрабатываемого ею сверхэффективного реактивного авиалайнера со «смешанным крылом». Предстоящая программа летных испытаний будет направлена на оценку летно-технических характеристик самолета, его устойчивости и управляемости.

29 марта
Ольга Иванова

Ученые из США и Швейцарии определили четыре ключевых механизма, задействованных в трансформации личности человека. Но ни один из них не сработает без самого главного — сильного желания измениться.

[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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: