Новый скоростной метод микроскопии помог заглянуть внутрь белков
Современные методы анализа позволяют зафиксировать белок в определенной пространственной конформации и получить данные о его структуре. Но есть белки, внутренняя структура которых меняется со временем. Специально для их изучения исследователи приспособили высокоскоростную атомно-силовую микроскопию
Белки играют важную роль в множестве процессов, происходящих в живом организме. Многие из них, например, ферменты, имеют четкую неизменную структуру, благодаря которой они могут выполнять свои функции. Но есть и такие молекулы, для которых нет стабильной конформации — они подвижны и могут очень быстро менять форму.
Современные методы исследования позволяют анализировать структуру таких соединений только в кристаллической форме. Но такой способ не дает исчерпывающей информации о недоупорядоченных белках. Исследователи из Университета Канадзава в Японии представили метод, с помощью которого можно проследить за изменением конформации белковых молекул в динамике.
Он представляет собой улучшенную версию атомно-силовой микроскопии (АСМ). В этом методе поверхность объекта сканируют при помощи зонда с наноразмерной иглой. Это позволяет получать изображение объекта с разрешением вплоть до десятых долей нанометра. Теперь биологи впервые применили методику высокоскоростной атомно-силовой микроскопии для получения изображения поверхности тонких пленок белковых кристаллов.
Авторы применили методику для изучения нескольких недоупорядоченных белков и нашли параметры, определяющие форму, размер и длину цепи этих молекул. Также ученые предложили степенной закон, связывающий размер белкового «клубка» на изображении с длиной его цепи. Новый метод позволил исследователям увидеть в динамике появление и исчезновение глобул, а также превращения полностью неструктурированных и слабо свернутых конформаций в структуры длиной до 160 аминокислот.
Исследования нуклеопротеина вируса кори, в частности, помогли выявить не только форму и размеры, но и характеристики переходов порядок-беспорядок в области, ответственной за распознавание молекулы клеткой. Именно эти области белка помогают вирусу проникать внутрь клетки и размножаться. Также авторы смогли определить макроструктуру фосфопротеина вируса, которую нельзя рассмотреть с помощью ядерного магнитного резонанса.