Лазер XFEL впервые определил структуру белка, ответственного за устойчивость к антибиотикам — Naked ScienceNaked Science
02.10.2018, 14:38
4 минуты
Naked Science
41

Лазер XFEL впервые определил структуру белка, ответственного за устойчивость к антибиотикам

Ученые поделились результатами первых научных экспериментов на Европейском рентгеновском лазере на свободных электронах. Лазер смог определить ранее неизвестную структуру белка, который отвечает за устойчивость бактерии — возбудителя пневмонии к антибиотикам.

181913_web_1

Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах (European x-ray free electron laser, или XFEL) — самый крупный в мире лазер на свободных электронах, созданный для наблюдения за процессом химических реакций. Проект разработали в исследовательском центре DESY в Гамбурге и презентовали еще в 2002 году. Далее проект в основном финансировали Германия и Россия. XFEL был запущен в 2017 году. Сам лазер установлен в Германии, под землей. Его протяженность — 3,4 километра. Работает он по следующему принципу: пучки электронов в XFEL ускоряются и попадают в ондулятор — устройство с периодическим магнитным полем. В нем электроны излучают фотоны в диапазоне от терагерцевого до рентгеновского.

 

Результаты экспериментов на XFEL DESY опубликованы в журнале Nature Communications. По словам исследователей, они увидели, что лазер на порядок ускоряет проведение экспериментов и показывает по-настоящему интересные результаты. Чтобы раскрыть трехмерную структуру белка, лазерное излучение использовали для получения рентгеновских снимков белковых кристаллов. Получение дифракционных картинок с разных сторон позволяет определить пространственную структуру этого белка.

 

Сначала ученые проверили работу лазера и определили структуру хорошо изученного фермента — лизоцима, который получают из белка куриных яиц. Его структура, полученная на XFEL, оказалась идеально соответствующей уже известной структуре фермента.

 

Представление художника об эксперименте: когда ренгтеновские вспышки попадают в белковый кристалл в струе воды, дифракционные данные позволяют восстановить структуру белка / ©DESY/Lucid Berlin

 

Затем они взяли фермент из группы бета-лактамаз CTX-M-14, выделенный из бактерий Klebsiella pneumoniae, устойчивость к антибиотикам которых — серьезная проблема в медицине. Эту бактерию также называют палочкой Фридлендера, она один из возбудителей пневмонии. Кроме того, Klebsiella pneumoniae связана с инфекциями мочеполовой системы. Некоторые больничные штаммы бактерии уже способны противодействовать даже специально разработанным антибиотикам. Поэтому понимание того, как происходит этот биохимический процесс, становится необходимым.

 

Так, получение пространственной структуры фермента на XFEL и подробное описание химических реакций, в которые он вступает, важно для дальнейшей разработки препаратов, способных бороться с бактерией.

Вчера, 11:28
18 минут
Александр Березин

Мы постоянно вдыхаем и поглощаем куски микропластика, поэтому предложение избавиться от их крупного источника выглядит хорошим. Увы, на деле все не так просто: попробуем показать почему.

17 октября
3 минуты
Мария Азарова

Ярко-желтый организм по имени Капля способен ползать со скоростью до четырех сантиметров в час.

Вчера, 12:41
3 минуты
Никита Шевцов

Международная группа ученых обнаружила никогда не встречавшееся ранее соединение — пентаоксид плутония. Выяснилось, что оно очень стабильно.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

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