Пористые белковые кристаллы позволят хранить молекулы внутри клеток

Японские биоинженеры создали протеиновые кристаллы с пористой структурой, талантливой удерживать экзогенные молекулы в живых клеток. В возможности такие пористые кристаллы возможно будет применять, к примеру, для внутриклеточной доставки лекарств либо ферментов. Статья размещена в издании ACS Nano.

Прототипом для протеиновых кристаллов стала протеиновая оболочка циповирусов, вызывающих полиэдрозы у насекомых. Эти вирусы заключены в многогранные защитные протеиновые кристаллы, именуемые полиэдрами и владеющие высокой стабильностью. Эта стабильность обеспечивается плотной упаковкой полиэдриновых мономеров в тримеры, каковые образуют кристалл c низкой пористостью, ограничивающей включение чужеродных молекул.

Пористые белковые кристаллы позволят хранить молекулы внутри клетокAbe et al. 2017

Авторы высказали предположение, что повышение пористости полиэдринового кристалла при сохранении его стабильности разрешит применять его для хранения и захвата экзогенных молекул в живых клетках. Для увеличения пористости ученые посредством способов генной инженерии удалили аминокислотные остатки, находящиеся на контактной поверхности каждого тримера. Это разрешило сохранить исходную структуру кристаллической решетки, но наряду с этим расширить размер пор.

Схема получения пористых протеиновых кристаллов. Abe et al. 2017

Оказавшиеся мутантные протеиновые кристаллы размером в пара микрон способны адсорбировать в 2–4 раза больше экзогенных молекул, чем полиэдры дикого типа. Они владеют кроме этого свойством к сильной концентрации молекул: к примеру, флуоресцентная краска из раствора концентрировалась в кристаллах в 5 тысяч раз.

Ученые кроме этого проследили, как ведут себя мутантные кристаллы в живых клеток насекомых. Кристаллы были весьма стабильными и талантливыми накапливать краску прямо в клеток.

Изучение открывает возможности для разработки наноматериалов с регулируемой пористостью из природных самоорганизующихся протеиновых кристаллов. Такие пористые кристаллы возможно будет применять, к примеру, для внутриклеточной доставки лекарств либо ферментов. Кроме этого протеиновые поры смогут употребляться для структурного анализа клеточных молекул способом кристаллизации.

Кристаллизация — один из главных способов изучения структуры мембранных белков. Большие кристаллы белков изучаются посредством способов рентгенокристалографии, разрешающих по картине рассеяния излучения весьма определить их молекулярную структуру. Сравнительно не так давно вторая несколько японских ученых обрисовала кристаллизацию светочувствительных мембранных белков бактериородопсинов.

Оказалось, что на протяжении кристаллизации они ведут себя как «каннибалы»: рост больших кристаллов является следствием «пожирания» более небольших кристаллов около себя.

Создатель6 Софья Долотовская

ПОРИСТЫЕ ВОЛОСЫ | МОЙ УХОД ЗА ВОЛОСАМИ

Статьи, которые будут Вам интересны: