Белки — крупные молекулы, которые с химической точки зрения состоят из цепочки аминокислот. Биологические свойства таких соединений определяется способом «укладки» внутри этой цепочки, а степень активности белков в клетке определяется физическими параметрами поверхностей и полостей макромолекулы, например, электрическим зарядом, рассказали ученые Сибирского федерального университета (СФУ).
Если «природная» пространственная структура белка нарушается, то он перестает выполнять свои функции в организме, подчеркнули в вузе. Использование лекарственных препаратов с поврежденными молекулами может оказать негативное влияние на организм, это как если пытаться открыть замок погнутым ключом, уточнила профессор базовой кафедры фотоники и лазерных технологий СФУ Евгения Слюсарева.
Специалисты вуза разработали систему, которая позволит выявлять «погнутые ключи» в лекарственных и косметических средствах. Для этого используется пришитая «метка-шпион», которая по-разному испускает свет в зависимости от физических свойств структуры белка.
«Мы разработали способ надежно пришивать метку на поверхность белков разных типов: транспортных, антибактериальных и даже тех, которые отвечают за способность некоторых бактерий светиться. Если биологически активная молекула начинает рушиться, то метка-шпион начинает светиться по-другому, и использование такого препарата может привести не только к невозможности “открыть дверь”, но и к “поломке замочной скважины”, — объяснила Слюсарева.
Специалист подчеркнула, что тест на пригодность лекарства к использованию проводится в пробирке, а не в организме. Для этого молекула-шпион (флуоресцеин) крепко пришивается к белку с помощью ковалентной химической связи, и оценка его функциональности ведется сразу по нескольким физическим параметрам: яркости люминесценции, ее «цвету» и другим.
«Флуоресцеин не просто прилипает к поверхности белка, он надежно на ней держится, как пуговица на кофте. Наша система позволяет “пришивать пуговицы” к белкам разных размеров без изменений в их природной структуре, то есть пуговица безвредна и для кофт, и для брюк, и для пальто», — пояснила профессор.
В будущем специалисты планируют научиться сажать метку-шпиона на другие биологические молекулы и более крупные структурные образования, например, на раковые клетки.
Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
