Исследование меняющих форму белков может ускорить разработку лекарств

Белки выполняют биохимические функции в организме, связываясь с метаболитами или другими белками. Для успешного выполнения задач молекулы белков часто меняют форму, чтобы обеспечить специфические взаимодействия, необходимые для сложных химических процессов.

Более глубокое понимание форм, которые принимают белки, дало бы исследователям важную информацию для лечения болезней, но текущие методы изучения этих динамичных трёхмерных структур предоставляют ограниченные данные. Чтобы восполнить этот пробел, команда из Центра перспективных научных исследований CUNY (CUNY ASRC) провела эксперимент, чтобы проверить, покажут ли различные формы рентгеновская кристаллография при повышенной температуре и при повышенном давлении.

Результаты опубликованы в журнале Communications Biology.

"Структуры белков не статичны; они переключаются между несколькими похожими формами, подобно танцору", — пояснил главный исследователь Дэниел Киди, профессор Инициативы структурной биологии CUNY ASRC.

"К сожалению, существующие подходы показывают лишь одну форму или лишь намекают на наличие нескольких форм без деталей. Мы хотели проверить, могут ли разные способы воздействия на белок дать более детальное представление о том, как он меняет форму".

Для эксперимента команда получила кристаллы белка STEP (PTPN5) — мишени для лекарств против болезней, включая болезнь Альцгеймера. Кристаллы подвергали воздействию либо высокого давления (в 2000 раз выше атмосферного), либо высокой температуры (температуры тела). Оба условия отличаются от стандартной кристаллографии при атмосферном давлении и криогенной температуре (-280°F, -173°C).

Используя рентгеновскую кристаллографию, исследователи обнаружили, что высокая температура и высокое давление по-разному влияют на белок, выявляя различные его формы.

Хотя высокое давление не встречается в организме, Киди отметил, что такой метод воздействия выявил различные структурные состояния белка, которые могут быть важны для его активности в человеческих клетках.

"Возможность использовать такие воздействия, как тепло и давление, для выявления различных состояний может дать разработчикам лекарств инструменты для определения того, как можно зафиксировать белок в определённой форме с помощью низкомолекулярного препарата, чтобы ослабить его функцию", — добавил Киди.