Новый метод определения структуры белков в 20 раз эффективнее

Исследователи из Тринити-колледжа в Дублине совершили прорыв, который упростит процесс определения структуры белков клеточных мембран. Разработка нового метода и специального устройства для его реализации окажет серьёзное влияние на исследования в области разработки лекарств.

Более 50% существующих лекарств нацелены на белки клеточных мембран. Для исследователей критически важно иметь высококачественные 3D-структуры этих белков, так как такие «физиологические карты» позволяют лучше понять механизмы их работы и выявить уязвимости, на которые можно воздействовать лекарствами.

Основная проблема — получение крупных кристаллов мембранных белков. Эти кристаллы используются для определения 3D-структуры с помощью рентгеновских лучей, которые создают дифракционную картину — «уникальный структурный отпечаток» белка.

Группа под руководством профессора Мартина Кэффри разработала высокопроизводительный метод выращивания кристаллов мембранных белков с использованием «липидной кубической фазы» (LCP) — жировой среды для роста кристаллов.

Новый метод определения структуры с помощью рентгеновского лазера на свободных электронах требовал огромного количества кристаллов, так как только 1 из 10 000 давал пригодные для анализа данные. В рамках прорыва команда профессора Кэффри использовала жировую среду LCP, в которой росли кристаллы, для их медленной подачи струёй через лазер. Эта меньшая скорость привела к значительному улучшению «попадания» в кристаллы и более эффективному профилированию структуры белка.

Для работы метода исследователям потребовалось создать устройство для подачи кристаллов в среде LCP с постоянной скоростью. Новое устройство, названное «инжектором LCP» и напоминающее высокотехнологичный шприц, способно регулировать скорость подачи, минимизируя расход образца.

Новый метод потребовал в 20 раз меньше белка, чем наиболее распространённый ранее метод, что делает определение структуры мембранных белков менее трудоёмким, затратным по времени и средствам.

Профессор Мартин Кэффри заявил: «Эта совместная работа представляет собой огромный прорыв, который должен значительно повысить эффективность исследований по определению структуры мембранных белков... Наша работа найдёт широкое применение в области разработки лекарств».