#белки

В основе энергетики любой живой клетки лежат процессы, происходящие на мембранах, в частности, направленный перенос (или транспорт) ионов и молекул. Известно огромное число ионных каналов, насосов (помп) и переносчиков, работающих в тех или иных организмах, но подробно изучена работа лишь некоторых из них. Новая работа ученых МФТИ и зарубежных коллег пролила свет на функционирование активируемых светом ионных насосов на примере протеородопсина из морской бактерии.

Ученые из МФТИ разработали новый подход для превращения мембранных белков в растворимые с помощью нейронных сетей. Мембранные белки отвечают за «общение» живой клетки с окружающей средой, и теперь их станет легче изучать, в том числе находить действующие на них лекарства.

Исследователи НИУ ВШЭ и ИБХ РАН изучили, как иммунная система ведет себя при рассеянном склерозе — болезни, при которой собственные антитела атакуют нервные волокна организма. Сравнив образцы крови пациентов и здоровых людей, ученые обнаружили, что иммунитет больных рассеянным склерозом может путать вирусные белки с белками нервных клеток. Также было выявлено несколько ключевых белков, которые могут стать новыми биомаркерами болезни и помочь в ее диагностике.

Ученые обнаружили сложную систему молекулярных механизмов, отвечающих за иммунный ответ дрозофилы на различные патогены. Выяснилось, что при заражении грамположительными бактериями и грибами, которые обычно активируют только сигнальный путь Toll, клетки насекомого способны дополнительно задействовать IMD-путь. Такой комбинированный механизм позволяет усилить защиту против патогенов, которые одновременно могут запускать оба пути — IMD и Toll. Эти данные будут полезны для разработки новых стратегий борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур.

Рецепторы, сопряженные с G-белком, или GPCR имеют огромное значение как мишени воздействия многих лекарств. Их изучение необходимо поставить «на поток», чтобы эффективно создавать новые препараты. Поэтому коллектив авторов из МФТИ и их коллеги впервые применили анализ температурного сдвига для изучения взаимодействия GPCR с их целевыми молекулами — лигандами. Такой подход отличают доступность и высокая производительность, и потому он будет полезен для фармакологических исследований.

Ученые НИУ ВШЭ и ИНЭОС РАН разработали новый метод синтеза амидов — соединений, важных для производства лекарств. Они использовали рутениевый катализатор и угарный газ при точно подобранных параметрах реакции, что позволило получать целевой продукт без побочных отходов и сложных стадий очистки. Метод уже протестировали на синтезе ключевого компонента вориностата — препарата для терапии Т-клеточной лимфомы. Благодаря этому подходу стоимость препарата может снизиться в сотни раз.

Коллектив российских ученых опубликовал обзор научных исследований, посвященный поведению белков шаперонов в тканях головного мозга, поврежденных ишемией (недостатком кровоснабжения). Основное внимание исследователи уделили внутренней защите белков от окислительного процесса, а также их работе в фазе реперфузии — комплекса клинических проявлений восстановления кровообращения.

Аминокислоты — вещества, из которых состоят белки — могут существовать в двух формах, так называемых L и D. Долгое время считалось, что природное происхождение имеют только L-аминокислоты, а D- можно получить лишь искусственным путем в лаборатории. Однако, начиная с 1960 годов, второй тип в небольших количествах начали обнаруживать в бактериях, растениях, животных и в человеке. Врачи предполагают, что его повышенное содержание — это признак или даже одна из причин развития таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера, Пика и других. Чтобы лучше понять природу его накопления в нервных тканях, необходимо определить его содержание. Ученые Пермского Политеха нашли новый, ранее неопробованный метод, позволяющий быстро и с высокой чувствительностью выявлять такие аминокислоты.

Команда биоинженеров из нескольких учреждений открыла генетический механизм, который превращает горькие токсины в приятные на вкус соединения в томатах. Ученые заблокировали производство отдельных белков, чтобы понять, как томаты делают себя привлекательнее для распространителей семян.

Ученые наблюдали своеобразную гонку вооружений между паразитом и хозяином, когда обнаружили, что грибок Beauveria bassiana «взламывает» иммунную систему плодовых мушек, заставляя ее уничтожать собственные клетки мозга.

Команда ученых Сеченовского Университета вместе с коллегами из других научных центров выяснила, что структура генов, которые регулируют экспрессию вовлеченных в многочисленные взаимодействия белков, эволюционирует значительно медленнее, чем у прочих. При этом изменения в регуляторной активности генов с числом взаимодействий не связаны. Эти данные пригодятся для создания новых методов ранней диагностики и таргетной терапии.

Ранее, для расшифровки структур белков использовали сложные и дорогостоящие экспериментальные методы. Исследователи из МФТИ предложили новый подход для предсказания структур больших белковых комплексов. Метод опробовали для предсказания свойств ферментов АТФ-синтаз, ключевых для энергетики любой живой клетки.

Своеобразную «шпаргалку» внутри клеток, объясняющую как перевести набор нуклеотидов («букв») в ДНК или РНК в последовательность аминокислот («деталей»), из которых состоят белки, называют генетическим кодом. Его устройство одинаково почти у всех организмов на Земле, однако ученые до сих пор спорят о времени его происхождения и постепенных изменениях. Теперь, проанализировав фрагменты белковой цепи этой древней генетической «шпаргалки», исследователи пересмотрели устоявшиеся представления о ее происхождении.

Снаружи раковые клетки выглядят абсолютно нормально, из-за чего иммунная система не распознает их и не борется. Однако механизм, с помощью которого клетки избегают иммунного надзора, долгое время оставался загадкой. Теперь ученые из Нидерландского института онкологии выяснили, что раковые клетки могут модифицировать рибосомы для создания «плаща-невидимки», чтобы оставаться незамеченными.

Измерение расстояний между белками, то есть непосредственно в нанометровом масштабе, обычно производят с помощью специальных микроскопов. Такие приборы позволяют увидеть положение макромолекул друг относительно друга. Группа исследователей из Германии создала «линейку», которая может проникнуть внутрь макромолекул и измерить внутримолекулярные расстояния с высокой точностью. Этот подход будет полезен в медицине.

Лауреатами Нобелевской премии по химии в этом году стали Дэвид Бейкер, Демис Хассабис и Джон М. Джампер, которые «взломали код удивительных структур белков».

Белки и нуклеиновые кислоты — молекулы, лежащие в основе всех биологических процессов. Они сильно отличаются друг от друга по свойствам, и сочетать их вместе в одной молекуле-гибриде значит создать ценный инструмент для генетики и медицины. Обычно «гибриды ДНК с белком» получают путем трудоемкого органического синтеза, однако авторы новой статьи нашли способ намного проще, используя бактерии.

Бактериофаги — это вирусы, которые заражают бактериальные клетки, природные «хищники» и враги бактерий. Когда фаг заражает клетку, она разрушается, и из нее наружу выходят десятки или даже сотни новых вирусных частиц — фаговое потомство. Продолжающаяся «гонка вооружений» между бактериями и фагами привела к возникновению разнообразных врожденных и адаптивных иммунных систем у бактерий и анти-иммунных систем у фагов. При этом иногда фаги могу «играть на стороне хозяина» и сами кодируют иммунные системы, которые помогают им конкурировать с другими фагами. Одна из таких иммунных систем — PARIS (от английского Phage Anti-Restriction-Induced System).

Ученые выяснили, что голый землекоп — подземный грызун, живущий до 40 лет, — утратил ряд функциональных генов CD1. Гены семейства CD1 у млекопитающих отвечают за синтез белков, участвующих в защите организма от инфекционных заболеваний. Полученные данные указывают на то, что иммунная система голого землекопа значительно перестроилась и использует другие — CD1-независимые —молекулярные механизмы.

Сольватохромные соединения — эффективные зонды для биологических исследований благодаря своей способности «чувствовать» изменения в молекулярном окружении. Ученые МФТИ впервые показали возможность отслеживания структурных изменений в белках с помощью новых сольватохромных красителей. Визуализировать «танец» белков — проследить за конформационными перестройками макромолекул под действием меняющегося молекулярного окружения — специалистам удалось на примере рековерина и аденозинового рецептора A2A (A2AAR). Полученные данные могут стать платформой для создания эффективного инструмента по изучению поведения различных белков и рецепторов.