Сотрудники Лос-Аламосской национальной лаборатории (ЛАНЛ) совместно с их коллегами из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли смогли с помощью рентгеноструктурного анализа получить трехмерное изображение белковых структур, ранее не доступных для анализа. Об этом сообщает веб-сайт Phys.org со ссылкой на журнал Nature Methods.
Для того чтобы понять как реализуется молекулярный механизм, скажем, репликации ДНК, необходимо сначала понять, как выглядит структура процесса, как все «участники» данного механизма, так сказать, собраны вместе.
Для изучения различных молекулярных механизмов и структуры, в которой они функционируют, ученые используют белковые кристаллы. Миллионы копий белков разводят в воде и выращивают из них кристаллы, наподобие сахарных. Далее кристаллы просвечивают пучком рентгеновских лучей и измеряют яркость пятен, получившихся при дифракции лучей.
Сотрудники ЛАНЛ и лаборатории им. Лоуренса используют для анализа дифракционных пятен специальное программное обеспечение PHENIX, разработанное ими при содействии университетов Дьюка и Кембриджа.
В структуру белковых кристаллов искусственным путем добавляют атомы металлов. Они иначе преломляют рентгеновские лучи, нежели атомы углерода, кислорода, азота или водорода, основных составляющих белка. PHENIX находит сначала атомы металлов, а по их расположению определяет все остальные и создает трехмерное изображение белковой структуры.
Благодаря совместной разработке лабораторий, рентгеноструктурный анализ стал возможным даже при незначительных различиях в преломлении лучей. Иными словами, основой для построения трехмерного изображения могут служить атомы таких элементов как сера, присутствующего почти во всех белках.
Результат проделанной учеными работы позволит в дальнейшем изучать структуры, которые раньше не удавалось визуализировать.
«Внутри каждой клетки нашего тела, внутри каждой бактерии и вируса есть малые, но очень сложные белковые структуры, синтезирующие химические вещества, воссоздающие генетический материал, занимающиеся транспортировкой химических элементов через клеточные мембраны. Понимание того, как такие механизмы работают, служит ключом к развитию новых методов лечения, в том числе генетических отклонений, к разработке новых способов создания полезных материалов», — считает Том Тервиллигер (Tom Terwilliger), сотрудник Лос-Аламосской национальной лаборатории.
Источник иллюстрации: phys.org
