Декабрь 2014
Январь 2015
Февраль 2015
Март 2015
Апрель 2015
Май 2015
Июнь 2015
Июль 2015
Август 2015
Сентябрь 2015
Октябрь 2015
Ноябрь 2015
Декабрь 2015
Январь 2016
Февраль 2016
Март 2016
Апрель 2016
Май 2016
Июнь 2016
Июль 2016
Август 2016
Сентябрь 2016
Октябрь 2016
Ноябрь 2016
Декабрь 2016
Январь 2017
Февраль 2017
Март 2017
Апрель 2017
Май 2017
Июнь 2017
Июль 2017
Август 2017
Сентябрь 2017
Октябрь 2017
Ноябрь 2017
Декабрь 2017
Январь 2018
Февраль 2018
Март 2018
Апрель 2018
Май 2018
Июнь 2018
Июль 2018
Август 2018
Сентябрь 2018
Октябрь 2018
Ноябрь 2018
Декабрь 2018
Январь 2019
Февраль 2019
Март 2019 Апрель 2019 Май 2019 Июнь 2019 Июль 2019 Август 2019 Сентябрь 2019 Октябрь 2019 Ноябрь 2019 Декабрь 2019 Январь 2020 Февраль 2020 Март 2020 Апрель 2020 Май 2020 Июнь 2020 Июль 2020 Август 2020 Сентябрь 2020 Октябрь 2020 Ноябрь 2020 Декабрь 2020 Январь 2021 Февраль 2021 Март 2021 Апрель 2021 Май 2021 Июнь 2021 Июль 2021 Август 2021 Сентябрь 2021 Октябрь 2021 Ноябрь 2021 Декабрь 2021 Январь 2022 Февраль 2022 Март 2022 Апрель 2022 Май 2022 Июнь 2022 Июль 2022 Август 2022 Сентябрь 2022 Октябрь 2022 Ноябрь 2022 Декабрь 2022 Январь 2023 Февраль 2023 Март 2023 Апрель 2023 Май 2023 Июнь 2023 Июль 2023 Август 2023 Сентябрь 2023 Октябрь 2023 Ноябрь 2023 Декабрь 2023 Январь 2024 Февраль 2024 Март 2024
1
2
3
4
5 6
7
8
9
10
11
12
13 14
15
16
17
18
19
20 21 22
23
24
25
26 27
28
29
30
31

Поиск города

Ничего не найдено

Биофизики обнаружили "протонные провода" в клетке

0 608

Шура: «Петь я начал сразу, как родился!»

Шура: «Петь я начал сразу, как родился!»

В Архангельске завершился всероссийский турнир по теннису

Шура: «Петь я начал сразу, как родился!»

Международная группа ученых из России и Германии открыла механизм работы на атомном уровне важного клеточного белка бактериородопсина. Оказывается, с помощью света белок организует "протонные провода" для создания потенциала на мембране и подзарядки клетки. К открытию ученые шли несколько лет, проверяя и суммируя всю накопленную информацию и разрабатывая собственную уникальную методику исследований.

Статья опубликована в высокорейтинговом научном журнале Nature Structural Molecular Biology. Бактериородопсин - один из самых изученных белков в современной науке. Он был открыт более 40 лет назад. Этот белок - важное звено при производстве АТФ, основной энергетической единицы клетки. Для синтеза АТФ на мембране создается электрический потенциал: с одной стороны много протонов водорода, с другой - мало.

Бактериородопсин - один из белков, задействованных в этом процессе. Он поглощает свет и использует энергию фотонов для переноса протонов с одной стороны мембраны клетки на другую. Благодаря способности этого белка изменяться при помощи света было разработано множество исследовательских методик.

Он лежит в сердце всей оптогенетики, уникальной методики управления нейронами с помощью света, которая сейчас очень активно развивается. К данному моменту сделаны тысячи исследовательских работ о бактериородопсине. Но, несмотря на все это, до сих пор оставалось непонятным, как работает сам белок.

Дело в том, что бактериородопсин - это мембранный белок, и он сложно поддается кристаллизации, основному методу изучения белков. Со временем эта проблема была решена, но ученым никак не удавалось однозначно установить так называемые переходные состояния. Можно сравнить функционирование белка с машиной. Когда он работает, как любая машина, он может находиться в состоянии 1, 2, 3, 4 или 5. При переходе из одного состояния в другое что-то меняется в его структуре. Когда машина едет, движутся какие-то шестеренки, что-то крутится.

Можно, снимая кадр за кадром: сначала первый, через секунду - второй, третий, четвертый - проследить за тем, как работает машина. Она катится за счет того, что где-то поршни двигаются, где-то крутятся шестеренки, где-то срабатывают переключатели. Именно по такому принципу ученые пытаются изучить работу белков. Но, поскольку речь идет об атомном уровне, приходится задействовать процедуры, технически сложно реализуемые.

Многие научные группы работали в этом направлении с бактериородопсином, но у всех были свои проблемы: качества данных всегда не хватало для того, чтобы сформировать непротиворечивую единую картину того, как работает белок. Группе ученых под руководством Валентина Горделия удалось это сделать.

Нам удалось установить, что для того, чтобы белок работал, в нем должны образовываться "протонные провода", которые соединяют некие ключевые места, где происходят изменения в этой молекуле. По ним идет передача сигнала и протонов из одного места белка в другое. Бактериородопсин поглощает фотон, за счет этой энергии в нем происходят структурные перестройки, в процессе которых протон оказывается перенесенным с одной стороны мембраны на другую.

Чтобы это произошло, аминокислоты, из которых он состоит, неким образом перестраиваются. Вот именно эти перестройки нам удалось увидеть и потом объяснить, почему по этим протонным проводам начинают бежать протоны. Как, каким образом задается потенциальная сила, которая перетаскивает протон с одной стороны на другую", - рассказывает Валентин Борщевский, заместитель директора Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ.

Ученые международной группы задействовали несколько подходов. Основным был метод рентгеноструктурного анализа. С его помощью можно узнать, как устроена молекула, где какой атом у нее находится. Но для того, чтобы понять, как она изменяется в ходе своей работы, нужна уже спектроскопия.

На созданные кристаллы светили лазером, и белок внутри начинал работать. Его рабочий цикл равен порядка 10 миллисекунд, за это время он проходит полный оборот изменений и возвращается в начало. Ученые центра МФТИ научились "схватывать" состояния молекулы. Были разработаны методы, которые позволили фиксировать белок в нужной позиции, чтобы "рассмотреть" изменения.

Для этого кристаллы белка замораживали и затем возбуждали светом. В зависимости от температуры белок мог пройти до первого состояния и остановиться на нем. Когда температуру делали повыше, он мог пройти первое состояние и перейти во второе. Таким образом, изменяя и фиксируя температуру, ученые накапливали кристаллы с определенным состоянием белка и изучали их.

В мире много научных команд, которые бьются над аналогичной задачей. Валентин Борщевский поясняет: "Нам было необходимо не только экспериментально описать и осмыслить наши результаты, но и непротиворечиво вписать их в огромный пул данных, который уже существует. В частности, разобрать основные ошибки в имеющихся исследованиях". В каких-то случаях в работах описаны артефакты, которые получились на самом деле из-за радиационного повреждения образца.

Рентген - это ионизирующее излучение, и при проведении рентгеноструктурного анализа образец легко повредить. Если за этим не следить, то можно принять повреждения образца за реальные изменения. В других случаях увеличивали интенсивность света настолько, что лазером создавались артефакты, которые далее изучались. С каждой из ошибок ученым пришлось разобраться.

Валентин Борщевский добавляет: "Ранее у нас вышла серия из нескольких статей, в которой мы каждую из проблем в экспериментах отдельно охарактеризовали. Была еще проблема двойникования кристаллов. Не буду вдаваться в детали, смысл в том, что, когда ты выращиваешь кристаллы, можешь не заметить, что они растут не такими, как надо. Это тоже создает артефакты при простом анализе. После того как мы разобрались с этими проблемами, поняли, как их обходить, можно было приступить к созданию непротиворечивой модели работы, собственно, бактериородопсина. В результате появилась эта публикация как результат многолетнего труда".


(https://naked-science.ru/...)

Читайте также

В тренде на этой неделе

Шура: «Петь я начал сразу, как родился!»

В Архангельске завершился всероссийский турнир по теннису

Загрузка...

Загрузка...
Новости последнего часа со всей страны в непрерывном режиме 24/7 — здесь и сейчас с возможностью самостоятельной быстрой публикации интересных "живых" материалов из Вашего города и региона. Все новости, как они есть — честно, оперативно, без купюр.



News-Life — паблик новостей в календарном формате на основе технологичной новостной информационно-поисковой системы с элементами искусственного интеллекта, тематического отбора и возможностью мгновенной публикации авторского контента в режиме Free Public. News-Life — ваши новости сегодня и сейчас. Опубликовать свою новость в любом городе и регионе можно мгновенно — здесь.
© News-Life — оперативные новости с мест событий по всей Украине (ежеминутное обновление, авторский контент, мгновенная публикация) с архивом и поиском по городам и регионам при помощи современных инженерных решений и алгоритмов от NL, с использованием технологических элементов самообучающегося "искусственного интеллекта" при информационной ресурсной поддержке международной веб-группы 123ru.net в партнёрстве с сайтом SportsWeek.org и проектом News24.


Владимир Зеленский в Украине


Светские новости



Сегодня в Украине


Другие новости дня



Все города России от А до Я