Новый подход к изучению интегральных мембранных белков

Интегральные мембранные белки (ИМБ) играют ключевую роль в жизнедеятельности клеток, обеспечивая транспорт, сигнализацию и катализ. Они являются основной мишенью для большинства современных лекарств. Однако их структурное изучение крайне сложно, так как они требуют липидного окружения, что часто препятствует кристаллизации.

Группа Life Sciences в Институте Лауэ-Ланжевена (ILL) в сотрудничестве с Копенгагенским университетом разработала новый метод — «стелс-нанодиски». В этом подходе используется сложное дейтерирование, чтобы сделать мембрану «невидимой» для низкоразрешающей нейтронной дифракции, при этом выделяя структуру самого белка в его естественной липидной среде.

Недавно этот метод был впервые применён для структурного исследования конкретного ИМБ — ABC-транспортёра MsbA, играющего важную роль в транспорте липидов у бактерий. Исследование, опубликованное в журнале Structure группой под руководством Хеннинга Тидоу (Гамбургский университет), было проведено на платформе Deuteration Laboratory (D-Lab) Партнёрства по структурной биологии (PSB) с использованием малоуглового рассеяния нейтронов (SANS) и рентгеновских лучей (SAXS).

Нейтронные данные, полученные в основном на приборе D11 в ILL, позволили напрямую наблюдать сигнал от белка без вклада окружающих липидов. Данные SAXS дали чёткое представление о внешней форме нанодиска, включая липидный бислой. Метод также продемонстрировал чувствительность к конформационным изменениям в MsbA.

Этот подход обещает стать важным инструментом для будущих исследований сложных, но критически важных макромолекул, что в свою очередь будет способствовать разработке лекарств, нацеленных на мембранные белки.