Одновременное определение формы неупорядоченных белков
Исследователи из Университета Майнца и EMBL Гамбург представили новый подход для определения формы неупорядоченных белков, используя два разных метода одновременно на одном образце. Результаты опубликованы в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Около 30% белков находятся во внутренне неупорядоченном состоянии. Это затрудняет определение, насколько цепи таких белков образуют запутанные структуры или вытягиваются в среде, например, в водном, клеточном растворе. Эти аспекты фундаментальны для их поведения: чем компактнее становится белок в изоляции в водном растворе, тем легче он будет коагулировать с другими белками, образуя сгустки.
Агрегация белка — первая стадия образования бляшек в мозге
Внутренне неупорядоченные белки часто приводят к образованию амилоидов. Когда эти амилоидные структуры слипаются в мозге, эти отложения — так называемые бляшки — увеличивают риск развития болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных расстройств. Поэтому биофизиков особенно интересуют размеры белков в растворе.
«Этот фактор может рассказать нам о потенциале агрегации белка, который является ключевым параметром для оценки вероятности стать жертвой нейродегенеративного заболевания. И процесс агрегации — решающий шаг в образовании бляшек», — пояснил профессор Эдвард А. Лемке из Института молекулярной физиологии Университета Майнца.
Проблема в том, что два популярных метода для измерения этого ключевого параметра дают несовместимые результаты:
- Один метод использует флуоресценцию для измерения сквозного расстояния (end-to-end distance) — длины белковой цепи от одного конца до другого.
- Метод малоуглового рентгеновского рассеяния (SAXS) позволяет оценить размер запутанного белка или — технически — его радиус инерции (radius of gyration).
«Результаты обоих методов можно использовать для прогнозирования, но несовместимость результатов означает, что все еще существует неопределенность относительно этого ключевого параметра», — сказал д-р Дмитрий Свергун, бывший руководитель группы в EMBL Гамбург.
Новая техника рассеяния: радиус инерции и сквозное расстояние определены в одном образце
Исследовательской группе удалось разрешить эту дилемму, объединив химическую биологию и методы рассеяния. Они совместили молекулярное мечение и методы аномального рассеяния, чтобы одновременно измерить размер белковых сгустков и сквозное расстояние в одном образце.
«Таким образом мы получаем результаты для двух параметров и можем оценить, каким образом они взаимозависимы», — заключил Лемке.
Исследователи могли измерять оба параметра с 2017 года, но только в двух отдельных образцах. Теперь им удалось определить эти два параметра одновременно в одном образце.