В живущем мире трансмембранные белки сочтены положенными в мембрану всех клеточных органоидов и клеток. Они ответственны для них, дабы в большинстве случаев функционировать. К примеру, большое количество естественных трансмембранных белков действуют как ворота для перемещения определенных веществ через биологическую мембрану. Кое-какие трансмембранные белки приобретают либо передают сигналы клетки.
Из-за таких ролей большое количество наркотиков созданы, дабы предназначаться для трансмембранных белков и поменять их функцию.«Отечественные результаты прокладывают путь к дизайну белков мембраны мультипромежутка, каковые имели возможность подражать отысканным в природе белкам либо иметь совсем новую структуру, использование и функцию», сообщил Дэвид Бейкер, учитель Медицинской школы Вашингтонского университета директор и биохимия подводного Университета Дизайна Белка, что привел проект. Об изучении информируют в выпуске 1 марта издания Science. Пейлонг Лу, научный сотрудник в лаборатории Бейкера, есть ведущим автором газеты.
Но познание, как соединены трансмембранные белки и как они трудятся, выяснилось сложным. Потому, что они действуют, тогда как включено в клеточной мембране, трансмембранные белки, выяснилось, было более тяжело изучить, чем белки, каковые трудятся в жидком ответе, каковые составляют цитоплазму клеток либо во внеклеточной жидкости.
В новом изучении Лу и его сотрудники применяли компьютерную программу, созданную в лаборатории Бейкера, и привели к Розетте, которая может угадать структуру, которую белок свернет в то, по окончании того, как это было синтезировано. Архитектура белка очень важна, по причине того, что структура белка определяет собственную функцию.Форма белка формируется из сложных сотрудничеств между аминокислотами, каковые составляют цепь белка и между аминокислотами и окружающей окружающей средой. В конечном итоге белок принимает форму, которая оптимальнее балансирует все эти факторы так, дабы белок достиг самого низкого энергетического страны.
Программа Розетты, применяемая Лу и его сотрудниками, может угадать структуру белка, учтя эти сотрудничества и вычислив самое низкое полное энергетическое государство. Для программы очень в большинстве случаев создать десятки тысяч образцовых структур для последовательности аминокислот и после этого отождествить тех с самым низким энергетическим страной. Получающиеся модели, как показывали, совершенно верно воображали структуру, которую последовательность, возможно, примет по собственной природе.Определение структуры трансмембранных белков тяжёлое, по причине того, что части трансмембранных белков должны пройти, не смотря на то, что интерьер мембраны, что сделан из масляных жиров, названных липидами.
В водных жидкостях остатки аминокислоты, у которых имеется полярные боковые цепи – компоненты, у которых возможно обвинение при определенных физиологических условиях либо каковые участвуют в соединении водорода – имеют тенденцию быть расположенными на поверхности белка, где они смогут взаимодействовать с водой, которая имеет отрицательно и положительно обвинения в стороне к ее молекуле. В следствии полярные остатки на белках именуют мягкой контактной линзой либо «любовью воды».
Неполярные остатки, иначе, имеют тенденцию быть сочтенными упакованными в ядре белка на большом растоянии от полярной водной жидкости. Такие остатки именуют гидрофобными либо «опасающимися воды».
В следствии сотрудничество между любящими воду и опасающимися воды остатками белка и окружающих жидких жидкостей оказывает помощь стимулировать сворачивание белка и стабилизирует последнюю структуру белка.В мембранах, но, сворачивание белка более сложно, по причине того, что интерьер липида мембраны неполярен, другими словами, у этого нет разделения электрических обвинений. Это указывает быть стабильным, белок обязан поместить неполярные, опасающиеся воды остатки на собственную поверхность и упаковать его полярные, любящие воду остатки в.
Тогда это должно отыскать метод стабилизировать его структуру, установив связи между гидрофильными остатками в его ядре.Ключ к решению проблемы, говорит Лу, должен был применить способ, созданный лабораторией Бейкера, дабы проектировать белки так, дабы полярные, гидрофильные остатки поместились в таковой метод, которым достаточно организовало бы полярно-полярные сотрудничества, каковые смогут связать белок из.«Соединение этих ‘похороненных сетей с водородными связями’ было похоже на соединение мозаики», сообщил Бейкер.
С этим подходом Лу и его сотрудники смогли произвести созданные трансмембранные белки клетки млекопитающих и внутренние бактерии при помощи целых 215 аминокислот. Получающиеся белки, выяснилось, были высоко тепло стабильны и были в состоянии верно ориентировать себя на мембрану. Как естественные трансмембранные белки, белки многопроходные, означая, что они пара раз пересекают мембрану и планируют в стабильные комплексы мультибелка, такие как регуляторы освещенности, тримеры и тетрамеры.
«Мы продемонстрировали, что сейчас вероятно совершенно верно проектировать сложные, многопроходные трансмембранные белки, каковые смогут быть выражены в клетках. Это разрешит исследователям проектировать трансмембранные белки с совсем новыми функциями и структурами», сообщил Лу.