Российские физики научились заглядывать внутрь белковых молекул

Русские и иностранные ученые научились определять структуру белковых молекул с помощью рентгеновского лазера и атомов серы в составе их молекул, что ускорит поиск фармацевтических средств и обстоятельств развития уникальных заболеваний, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.

Результаты научной работы ученых были размещены в журнале Science Advances.

GPCR — это рецепторные белки, при помощи которых в клетку организма поступают сигналы об окружающей среде. Если происходят в структуре этих белков, то человек начинает болеть тяжёлыми болезнями.

«Когда я участвовал в работе по определению структуры первого рецепторного белка, у меня ушел приблизительно год на то, чтобы получить кристаллы довольно огромного размера для проведения традиционной рентгеновской дифракции».

Группа исследователей использовала лазеры со свободными электронами. Как и все белки, GPCR имеют трудную трехмерную структуру, которая во многом определяет их свойства, и разработка фармацевтических средств, восстанавливающих обычное функционирование рецепторов, неосуществима без знания их структуры. Лучи, проходя через молекулы, рассеиваются, и по тому, как они рассеялись, ученые узнают, какая у объекта структура. Но молекулы белка GPCR очень подвижны и часто меняют свою пространственную структуру.

При исследовании GPCR метод рентгеновской кристаллографии сталкивается с трудностями, которые связаны с особенностями этих белков. Для исследования, ученым нужно извлечь один экземпляр белка из клетки и провести кристаллизацию. Открытие случилось благодаря рентгеновскому лазеру и атомам серы. У рентгеновского лазера очень короткий импульс — порядка нескольких фемтосекунд, 10-15 с, и дифракционную картину удается заснять до того, как молекулы разрушатся. По этой причине ученые приняли решение сделать метод, который сумеет посодействовать им изучить пространственную структуру белков GPCR. Данная методика способна посодействовать далеко продвинуться в исследовании белков, а еще создании препаратов от тяжёлых заболеваний.