Молекулярный зонд и спектроскопия позволяют более детально отследить изменения химических связей в белковых молекулах
Белки – это молекулярные машины, которые жизненно необходимы клеткам нашего организма. Для того, чтобы понять, как эти молекулярные машины функционируют, необходимо отслеживать изменения, которые они обеспечивают. Это можно осуществить с помощью инфракрасной спектроскопии, в частности с помощью спектроскопии Фурье. Её использование позволяет измерить колебания отдельных химических связей белковой молекулы и изменения, которые могут происходить с ними во время работы данной молекулы. Однако инфракрасный Фурье-спектр обычного белка включает в себя несколько тысяч колебаний, которые оказывают влияние друг на друга. Поэтому с помощью Фурье-спектроскопии очень сложно выявить колебания, которые имеют непосредственное отношение к изменениям, происходящим в молекулах белков во время их работы.
Международной группе учёных, в состав которой вошли Райнер Вогель и Екатерина Зайцева (Reiner Vogel & Ekaterina Zaitseva, биофизики института молекулярной медицины и клеточной биологии при университете Фрайбурга), Шиксинь Йе и Томас Сакмар (Shixin Ye and Thomas P. Sakmar, биофизики из Нью-Йорка) и Ксавье Дюпи (Xavier Deupi, биофизик из Барселоны), удалось ввести молекулярный зонд в белковую молекулу. С помощью спектроскопии и данного зонда исследователи смогли отследить изменения, которые произошли с данной молекулой. Поскольку белки нашего организма по своей химической природе - это совокупности аминокислот, то группа учёных решила использовать в качестве зонда п-азидо-фенилаланин. Учёные проверили эффективность работы зонда, использовав родопсин (мембранный белок светочувствительных клеток сетчатки глаза).
После того, как родопсин поглощает квант света, он проходит серию превращений, образуя промежуточные формы, так называемые интермедиаты (продукты превращения родопсина, вызванные поглощением кванта света). По окончании серии превращений родопсина происходит активация последующих элементов цепи передачи сигнала, вызванного поглощением кванта света. Использование п-азидо-фенилаланина позволило учёным более детально (чем когда-либо ранее) изучить интермедиаты, образующиеся в ходе ряда превращений молекулы родопсина. По мнению авторов исследований, полученные ими результаты способны внести серьёзный вклад в изучение процессов активации различных рецепторов.
Более подробные результаты исследований опубликованы в журнале «Nature».
