Ученые научились держать «неудобные» мембранные белки в воде — теперь их можно изучать, не разрушая структуру. Эти молекулы на поверхности клеток принимают сигналы извне, управляют потоком веществ и помогают клетке подстраиваться под среду. Их изучение критически важно для создания вакцин и лекарств, но из‑за природной «нелюбви» к воде работать с ними крайне сложно.
Дело в том, что мембранные белки по своей природе отталкивают воду: из‑за этого их почти невозможно вытащить из мембраны привычными способами — любые попытки растворить их обычно ломают саму форму белка. Именно поэтому многие важные молекулы, например антигены бактерий, годами оставались для науки «невидимыми». Открытие сделала команда из Института белкового дизайна при Медицинской школе Вашингтонского университета.
Суть технологии WRAP (Water‑soluble Rosetta Fold‑diffused Amphipathic Proteins) в том, что вокруг мембранного белка создают защитный слой из специально спроектированных молекул. Эти покрытия делают его водорастворимым, но при этом не дают ему потерять природную форму. Белки WRAP создают с помощью компьютерного моделирования, а потом генетически «пришивают» к целевому белку — так их можно очищать прямо в растворе, ничего дополнительно не меняя.
Работоспособность метода подтвердили на примере микобактериального порина — белка, который образует канал для питательных веществ в бактериальной клетке. Ученым удалось получить его изображение с высоким разрешением — 2,95 Å, — а значит, структура сохранилась.
Возможности, предоставляемые WRAP, открывают множество новых перспектив как для исследований, так и для терапевтического применения.
Особенно важно, что технология помогает добраться до белков, которые раньше никак не удавалось надежно выделить. Например, антигены бледной трепонемы — бактерии, вызывающей сифилис, — долгое время не поддавались изучению. Теперь их можно получать в стабильной, растворимой форме и детально описывать: это прямой путь к новым вакцинам и тестам.
На методы и белки подана заявка на патент. Специалисты считают, что WRAP способны заметно ускорить и упростить не только фундаментальные исследования, но и разработку лекарств и средств диагностики.
Ранее Наука Mail рассказывала, что раскрыта структура белков, отвечающих за цветное зрение.
