Учёные впервые определили 3D-структуру белков в живых клетках

Впервые международной группе исследователей удалось определить трёхмерную структуру белка непосредственно в живых клетках. Открытие, опубликованное в Nature, позволит проверить прежние предположения о структуре белков и её изменениях из-за мутаций и взаимодействий, а также поможет найти способы коррекции повреждений.

До сих пор, с 1950-х годов, учёные могли детально изучать структуры белков только в очищенном виде (in vitro), что сильно отличается от условий внутри живой клетки (in vivo).

Используя спектрометр ядерного магнитного резонанса (NMR), исследователи смогли определить трёхмерную форму модельного белка TTHA1718, который производился в живых клетках бактерии E. coli.

Доктор Брайан Смит из Университета Глазго предоставил экспертизу, которая помогла международной команде под руководством Ютаки Ито из Токийского столичного университета.

Доктор Брайан Смит:

«Большинство белков существуют не изолированно, а в очень "переполненной" среде внутри клеток, где они взаимодействуют с другими молекулами. Критически важно, что большой класс белков не имеет определённой трёхмерной структуры вне живых клеток. Этот новый, относительно недорогой метод использования NMR-спектроскопии позволяет установить структуру белков прямо в живых клетках и расскажет нам гораздо больше о том, как они работают и как меняются при мутациях. Наши результаты открывают новые пути для исследования структур белков с атомарным разрешением и их изменений в ответ на биологические события в живой среде».

Белки, состоящие из длинных цепочек аминокислот, играют ключевую роль во всех аспектах жизни. Мутировавшие белки связаны с целым рядом заболеваний — от рака до нейродегенеративного заболевания Хантингтона.

Перспективы: Технику планируют опробовать на других, более интересных белках, которые нестабильны вне клеток. В конечном итоге это может помочь проверить эффективность лекарств, корректирующих повреждённые белки, и найти новые методы их "починки".

Источник: Статья "Protein structure determination in living cells by in-cell NMR spectroscopy" опубликована в журнале Nature.