Механизм разворачивания белков додецилсульфатом натрия

Исследователи из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне использовали метод молекулярной динамики, чтобы понять, как додецилсульфат натрия вызывает разворачивание белков. SDS широко используется в лабораториях для разделения белков и определения их молекулярной массы, однако механизм его воздействия на структуру белка оставался не до конца ясным.

Исследование «Protein unfolding by SDS: the microscopic mechanisms and the properties of the SDS protein assembly» было опубликовано в журнале Nanoscale.

«Наше исследование раскрыло микроскопические детали того, как эти взаимодействия происходят за несколько миллионных долей секунды», — сказал Дэвид Виноградофф, научный сотрудник группы Аксиментьева. «Мы физически моделировали каждый отдельный атом в системе и проводили симуляции при высоких температурах, чтобы ускорить процесс связывания SDS с белком и его разворачивания».

Для создания симуляций взаимодействия SDS с белком ученые использовали несколько суперкомпьютеров. «Использование этих разных суперкомпьютеров позволило нам завершить исследования за неделю вместо года», — отметил Алексей Аксиментьев, профессор биологической физики.

Симуляции помогли понять, как именно SDS вызывает разворачивание белка и в какой степени белки разворачиваются. «Наши исследования показывают, что существуют области белков, которые остаются открытыми, и области, которые обвиваются вокруг SDS, как бусины на нитке», — пояснил Аксиментьев.

Хотя симуляции дали детальное представление о взаимодействиях, их продолжительность была недостаточной для изучения баланса между SDS, связанным с развернутыми белками, и SDS, растворенным в окружающей среде. «Метод молекулярной динамики позволяет нам получить тонкие молекулярные детали, недоступные для других методов», — сказал Виноградофф.

«SDS используется уже давно. Наше исследование открывает новые возможности для применения SDS в качестве агента, разворачивающего белки, чтобы облегчить их секвенирование», — заявил Аксиментьев. «Нам нужно знать, как молекулы SDS располагаются на белках, чтобы мы могли пропускать эти цепи через нанопору и считывать последовательность».