Атомное изображение молекулы мышечного сокращения получено с помощью гигантского водяного клопа

Исследователи из Университета штата Флорида впервые собрали изображение с атомным разрешением части молекулы, производящей силу при сокращении мышц. Это достижение открывает новые пути для изучения мышечного сокращения.

Для получения изображения потребовалось сделать 7000 фотографий работающей молекулы в мышцах тайского гигантского водяного клопа (Lethocerus indicus).

Ученые давно изучают летательные мышцы Lethocerus indicus, чтобы лучше понять работу человеческого сердца, так как мышцы насекомого и сердце млекопитающего сокращаются ритмично. Лаборатория профессора Кена Тейлора сосредоточена на изучении белковой цепи миозина в мышцах клопа, часть которой представляет собой молекулярный мотор.

В 2016 году лаборатория опубликовала изображение молекулярного мотора в составе филаментов, но с недостаточным разрешением. Новое изображение, опубликованное в PNAS, впервые показывает отдельные атомы в "хвостовой" части миозина.

Изображение, собранное Хамидрезой Рахмани и Кеном Тейлором, показало, что хвост миозина имеет необычно длинную структурную мотивную спиральную суперспираль (coiled coil). В этой структуре они идентифицировали четыре аминокислоты, известные как skip residues (пропущенные остатки). Обычно такие остатки вызывают раскручивание или разрыв спиральной структуры, но один из них, по-видимому, не оказывал никакого эффекта.

Тейлор предположил, что эта особенность связана с тем, что при активации мышцы (перед развитием напряжения) спиральная суперспираль удлиняется примерно на 1.5%. Ученые считают, что этот конкретный пропущенный остаток, вероятно, очень важен для данного явления.

В дальнейшем исследователи планируют получить атомное изображение активного филамента, чтобы понять роль пропущенных остатков и удлинения спиральной суперспирали в активации мышц.