Новый метод картирования белков в живых клетках
Химики MIT разработали технику, позволяющую помечать все белки в определенной области клетки, что дает более точную пространственную карту протеома.
Суть метода
Новый подход сочетает микроскопию и масс-спектрометрию. В живую клетку вводят фермент APEX, прикрепленный к белку-маркеру нужной клеточной зоны. При добавлении субстрата биотин-фенола APEX генерирует высокореактивные радикалы, которые ковалентно присоединяют биотиновую метку ко всем белкам в радиусе ~20 нм от фермента.
После мечения клетки разрушают, биотинилированные белки выделяют и идентифицируют с помощью масс-спектрометрии. Это позволяет обойти проблему очистки органелл и сохранить пространственную информацию.
Практический результат
В статье в Science (31 января, онлайн-версия) метод использован для картирования матрикса митохондрий — внутреннего компартмента, где генерируется энергия.
- Выявлено почти 500 белков в митохондриальном матриксе.
- Предыдущие методы (очистка компартмента + масс-спектрометрия) идентифицировали только 37 белков.
Научное значение
- Пересмотр pathways: Обнаружено, что фермент PPOX, участвующий в синтезе гема, локализован в матриксе, а не там, где предполагалось. Это указывает на существование неизвестных транспортных белков и требует пересмотра пути биосинтеза гема.
- Новые возможности: Метод адаптируют для картирования других компартментов (например, межмембранного пространства митохондрий), изучения топологии мембранных белков и обнаружения белок-белковых взаимодействий.
Как отмечает профессор MIT Элис Тинг, это шаг к «святому Граалю» биологии — созданию пространственно-временных молекулярных карт живых клеток.