Материалы с необычными свойствами

Стартовая страница

О системе

Технические требования

Справка по системе

Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог материалов

Большие белковые комплексы с внутренними полостями - шаперонины
Большие белковые комплексы с внутренними полостями - шаперонины

Описание

Возможность использовать в технологии биологические молекулы с их способностью к самосборке весьма заманчива. На этот раз в поле зрения ученых попали шаперонины – белки, в пространственной структуре которых имеется полость.


Частица золота в полости шаперонина


Шаперонины способны формировать двумерные упорядоченные массивы

Субъединица природного шаперонина Sulfolobus (а) и его мутантов (b, c, d, e, f). Средний столбец – вид сверху, правый – вид сбоку. Желтым цветом покрашена белковая субъединица, одна из 18-ти одинаковых, составляющих комплекс
Шаперонины – это большие белковые комплексы, у которых имеется внутренняя полость диаметром, в среднем, 3 нм. В клетке они выполняют очень важную функцию: обеспечивают правильное сворачивание других белков; однако специалисты в области нанотехнологии нашли и другое применение для этих молекул.
Дело в том, что в полость шаперонина может быть помещен не только белок, но и, например, частица золота или квантовая точка. У шаперонинов есть и другая особенность: в определенных условиях они способными формировать ленты и двумерные массивы с высокой степенью упорядоченности. Такие «двумерные кристаллы» уже можно использовать как матрицы для создания упорядоченного массива квантовых точек.
Однако возможности применения шаперонинов ограничены, казалось бы, самой природой: диаметр полости (а значит, и размер захватываемых частиц) определен довольно жестко. Исправить это досадное «недоразумение» сумела группа ученых из США. Они взяли шаперонин одного из самых экстремальных жителей нашей планеты – архебактерии рода Sulfolobus, которая живет при температуре выше 80 градусов и pH ниже 3,0! Ее шаперонины состоят из 18-ти субъединиц.

Для начала исследователи изучили строение шаперонина: этот белковый комплекс состоит из двух колец, каждое из которых образовано 9-ю белковыми субъединицами (впрочем, такое строение характерно для всех шаперонинов, только число субъединиц варьирует). Каждая субъединица, в свою очередь, имеет три домена: экваториальный, маленький промежуточный и апикальный. Ученые предположили, что экваториальный домен отвечает за взаимодействие субъединиц, тогда как апикальный – за размер центральной полости. Следует отметить, что у природного шаперонина диаметр полости равен строго 3 нм.
В итоге были смоделированы мутантные субъединицы, лишенные части или целого апикального домена, и предсказана форма шаперонинов, составленных из таких измененных субъединиц. Чтобы не быть голословными, после моделирования ученые синтезировали эти белки и изучили их параметры. К их радости, мутантные белки не только собирались в двойные кольца, как было предсказано, но и формировали ленты и двумерные массивы. Теперь у ученых есть возможность выбрать шаперонин с диаметром полости 3, 9, 10 или 11 нм. А значит, технологии будущего – еще на шаг ближе.

 

Ключевые слова

 

Отрасли создания материала

 

Отрасли использования материала

 

Литература

http://www.popmech.ru/article/2560-bakterii-pomogut/

Физико-технический класс материала Показать

Необычные свойства


Стартовая страница  О системе  Технические требования  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2009 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина