До сих пор этот метод не работал с тысячами гораздо более мелких белков, которые в случае дефекта могут вызывать заболевания, находящиеся внутри клеток. Команда под руководством Тодда Йейтса, профессора химии и биохимии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, сообщает о результатах, которые обещают использование криоэлектронной микроскопии для лучшего понимания многих важных белков. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Этот новый метод должен быть широко полезен», – сказал Йейтс, член Института геномики и протеомики и Калифорнийского института наносистем при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе.
В 2001 году исследовательская группа Йейтса опубликовала первое исследование в области разработки молекулярных клеток, построенных из белковых молекул. В новом исследовании его команда использовала «белковую инженерию», чтобы прикрепить 12 копий небольшого белка к молекулярной клетке в форме куба, которая была разработана бывшим аспирантом Йейтса. Маленький белок, называемый DARPin, слишком мал для анализа только с помощью криоэлектронной микроскопии.
Но когда исследователи прикрепили копии к белковой клетке, им удалось увидеть DARPin с помощью криоэлектронной микроскопии.
Задача, которую преодолели исследователи, заключалась в том, чтобы заставить копии белка прикрепляться жестким образом. Их новый метод, который Йейтс называет «каркасом», можно легко модифицировать для связывания со многими различными белками в качестве «универсального белкового каркаса»."
«Небольшой белок, который мы прикрепили, может сам связываться с другими белками, которые затем можно изучить с помощью криоэлектронной микроскопии», – сказал Йейтс, исследовательская группа которого в настоящее время работает над этим.
Развитие криоэлектронной микроскопии принесло Жаку Дюбоше, Иоахиму Франку и Ричарду Хендерсону Нобелевскую премию по химии 2017 года.
Почему так важно видеть белок в таких деталях?
«Последние 50 лет структурной биологии были предприняты попытки получить подробные изображения всех частей клетки, чтобы понять их полностью», – сказал Йейтс. "Картинка стоит 1000 слов, и очень часто получение первого трехмерного изображения компонента клетки дает вам ценную информацию – часто удивительную и неожиданную, – которую вы даже не ожидали. Когда видишь это, часто думаешь, теперь я вижу, как он делает то, что делает."
Многие заболевания возникают из-за мутации или дефекта белка. Увидев дефект, можно понять, что вызывает заболевания, что может привести к появлению новых лекарственных препаратов и методов лечения заболеваний.