Przejdź do głównej treści

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Pomiń baner

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Naukowcy z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego pokazali, jak niewielka zmiana może mieć ogromny wpływ na sztuczne nanostruktury białkowe

Naukowcy z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego, pracując wraz z kolegami z zagranicy, pokazali że są w stanie wywołać znaczącą zmianę kształtu sferycznej, białkowej nanoklatki poprzez zamianę zaledwie jednego aminokwasu.

   Projektowanie sztucznych struktur z materiałów biologicznych jest zupełnie nowym przedmiotem badań w biologii strukturalnej. Jedną z najbardziej interesujących dziedzin tych badań są klatki białkowe – puste wewnątrz, kuliste struktury białkowe wykazujące ogromny potencjał jako szczepionki lub platformy dostarczające leki. Jedna z takich struktur, klatka TRAP, jest zbudowana z wielu białek spajanych razem poprzez atomy złota, działające niczym molekularny ,,klej” utrzymujący białka razem. Aby taki klej działał, wymagany jest szczególny aminokwas (czyli cząsteczka budująca białka) – w tym przypadku cysteina. Gwarantuje ona odpowiednie punkty do przyłączenia atomów złota. Naukowcy chcieli sprawdzić, co się stanie, jeśli zmienią położenie cysteiny i czy wciąż będzie wtedy możliwe powstanie klatki? ,,Nie było to pewne” zaznacza Jonathan Heddle, kierownik laboratorium które przeprowadziło badania. ,,Zmiana pozycji połączeń oznacza również zmianę kątów pomiędzy białkami będącymi elementami klatki”. Wyobraźmy sobie zmianę kątów między pentagonalnymi i heksagonalnymi łatami tworzącymi piłkę futbolową – będzie to skutkowało zmianą kształtu piłki. Ku zaskoczeniu naukowców, rezultatem tych zmian nie był zagregowany ,,bałagan”, a inna forma klatki, bardziej wydłużona – niczym piłka do rugby – i składająca się z około 17% mniej białka. ,,Okazuje się, że białka są w stanie kompensować zmianę kątów poprzez utworzenie bardziej zniekształconej formy oraz utratę w trakcie tego procesu części białek”, mówi prof. Heddle. 
Praca ta jest interesująca ze względu na ukazanie tego, w jaki sposób sztuczna klatka białkowa może być zaprojektowana i uformowana w różne kształty do różnych zastosowań. Badania te są również ciekawe ze względów ewolucyjnych – typowo ewolucja przebiega stopniowo, jednak praca ta jest przykładem ukazania znaczącej zmiany strukturalnej w dużym kompleksie spowodowanej przez zmianę zaledwie jednego aminokwasu.
Praca powstała we współpracy z laboratorium Simona Scheuring z Weill Cornell Medicine w USA oraz Philippa Kukura i Justina Benesch z Uniwersytetu Oksfordzkiego w Wielkiej Brytanii.
Artykuł został opublikowany w ACS NanoscienceAu i jest dostępny tutaj:
https://doi.org/10.1021/acsnanoscienceau.2c00019
Artystyczne przedstawienie oryginalnej klatki TRAP (złota) morfującej do nowego wariantu (niebieska)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ilustracja: Jonathan Heddle
Odwiedź Heddle Lab: www.heddlelab.org