Работа вышла в журнале Nature Communications. Исследователи из Университета штата Флорида впервые визуализировали 3D-структуру фермента сульфитредуктазы — белка, который участвует в превращении сульфита в сероводород. Это соединение часто становится источником знакомого многим запаха тухлых яиц. Газ образуется при разложении органики, в том числе в сточных водах и на свалках.
Фермент сульфитредуктаза играет важную роль в химии серы. До сих пор его работу удавалось лишь частично описывать, так как точной модели молекулы не было. Авторы исследования, профессор Элизабет Струп и ее бывший аспирант Бехруз Гази Эсфахани, решили эту задачу с помощью метода криоэлектронной микроскопии. Эта техника позволяет получать снимки молекул в процессе химических реакций, а затем собирать из них подробные трехмерные модели.
Теперь ученым удалось увидеть, как именно устроена молекула. По словам Струп, она напоминает осьминога с четырьмя йо-йо — структура гибкая и подвижная. Эта визуализация дает ключ к пониманию того, как именно фермент переносит электроны и катализирует реакции. Такие данные важны для того, чтобы в будущем управлять подобными процессами, например, в фармацевтике или биотехнологиях.
Кроме того, работа имеет экологическое значение. Некоторые бактерии используют серу вместо кислорода, чтобы выживать в бескислородной среде. Новые данные помогут понять, как именно это происходит. В том числе и у опасных патогенов, таких как возбудитель туберкулеза, который тоже использует соединения серы в процессе жизни в организме человека.
Авторы отмечают, что это только начало. Впереди — изучение того, как фермент работает в составе крупных белковых комплексов и какие сходства есть у сульфитредуктаз разных организмов. Лаборатория Струп продолжает исследования, связанные с метаболизмом серы, чтобы ответить на эти вопросы.
Интересно, что такие же сернистые соединения, которые придают тухлый запах этим необычным цветам, вырабатываются и в организме с помощью ферментов, ответственных за переработку серы. Как именно работает этот биохимический процесс у человека и других организмов — об этом вы можете узнать в нашей статье.