Пористые белковые кристаллы позволят хранить молекулы внутри клеток

Пористые белковые кристаллы позволят хранить молекулы внутри клеток

Японские биоинженеры разработали протеиновые кристаллы с пористой структурой, способной удерживать экзогенные молекулы внутри живых клеток. В перспективе такие пористые кристаллы можно будет использовать, например, для внутриклеточной доставки лекарств или ферментов. Статья опубликована в журнале ACS Nano.

Прототипом для протеиновых кристаллов стала белковая оболочка циповирусов, вызывающих полиэдрозы у насекомых. Эти вирусы заключены в многогранные защитные белковые кристаллы, называемые полиэдрами и обладающие очень высокой стабильностью. Эта стабильность обеспечивается плотной упаковкой полиэдриновых мономеров в тримеры, которые образуют кристалл c низкой пористостью, ограничивающей включение чужеродных молекул.

Авторы предположили, что увеличение пористости полиэдринового кристалла при сохранении его стабильности позволит использовать его для захвата и хранения экзогенных молекул в живых клетках. Для повышения пористости ученые с помощью методов генной инженерии удалили аминокислотные остатки, находящиеся на контактной поверхности каждого тримера. Это позволило сохранить исходную структуру кристаллической решетки, но при этом увеличить размер пор.

Ученые также проследили, как ведут себя мутантные кристаллы внутри живых клеток насекомых. Кристаллы оказались очень стабильными и способными накапливать краску прямо внутри клеток.

Исследование открывает перспективы для разработки наноматериалов с регулируемой пористостью из природных самоорганизующихся белковых кристаллов. Такие пористые кристаллы можно будет использовать, например, для внутриклеточной доставки лекарств или ферментов. Также белковые поры могут использоваться для структурного анализа клеточных молекул методом кристаллизации.

Кристаллизация — один из основных методов изучения структуры мембранных белков. Крупные кристаллы белков изучаются с помощью методов рентгенокристалографии, позволяющих по картине рассеяния излучения очень точно определить их молекулярную структуру. Недавно другая группа японских ученых описала кристаллизацию светочувствительных мембранных белков бактериородопсинов. Оказалось, что во время кристаллизации они ведут себя как «каннибалы»: рост крупных кристаллов происходит за счет «пожирания» более мелких кристаллов вокруг себя.

Софья Долотовская

N+1

Похожие новости:
Ученые создали кристаллографию без кристаллов
Японские ученые открыли способ исследования структуры молекул в рентгеновских лучах без предварительной кристаллизации. Новая методика опубликована в журнале Nature. Обзор статьи приводится на сайте издания. Зафиксировать молекулы для последующего просвечивания рентгеновскими лучами помогла специально разработанная металло-органическая ..
2013-03-29 1366 0 Технология
0
Наночастицы победили бактерии за считаные секунды
Ученые создали наночастицы, которые при инфракрасном свете смогли справиться с бактериями за несколько секунд. Результаты исследования опубликованы в журнале Optical Materials Express.В своей работе ученые использовали явление, называемое плазмонным резонансом — особые электронные колебания на поверхности ..
2016-03-21 1741 0 Технология
1
Ученые создали искусственные вирусы без ДНК
Биохимики из Вашингтонского университета смоделировали, а затем синтезировали белки, которые способны объединяться, образуя икосаэдр. Такие сложные молекулы, чья форма соответствует оболочкам многих вирусов, могут применяться в качестве транспорта для доставки лекарств и других активных веществ в раковые ..
2016-06-21 1500 0 Технология
0
Ученые создали молекулярную бумагу
Группа физиков из лаборатории Университета Калифорнии в Беркли создала первый образец "молекулярной бумаги" - двухмерной кристаллической структуры на основе полимера, способного самостоятельно собираться на молекулярном уровне. Полностью новый материал создан из пептоидов, представляющих собой инженерные полимеры, ..
2013-04-3 1806 0 Технология
0
Создана искусственная молекула-франкенштейн
Нанотехнологи из Дармутского колледжа в США создали белок, который соединяется с наноматериалами на основе фуллеренов и создает из них гибридные структуры шарообразной формы. Ученые надеются, что в будущем станет возможно появление молекул, способных к программируемой самоорганизации своей структуры. Результаты исследования опубликованы ..
2016-04-28 1373 0 Технология
0
ДНК станет основой беспрецедентно сложных синтетических кристаллов
Физики использовали наночастицы золота и «умный клей» ДНК для создания коллоидного аналога так называемого решетчатого клатрата. Полученные кристаллы интересны сами по себе своей впечатляющей сложностью структуры, потенциально их можно использовать для защиты окружающей среды от загрязнений и в медицине для распознавания ..
2017-03-10 5846 0 Технология
0
Ученые создали солнечные панели, работающие днем и ночью
Специалисты из Гарвардского университета совместно с коллегами из MIT (Массачусетского технологического института) разработали солнечные панели, которые могут работать и днем и ночью. Что из себя предстовляет обычная солнечная батарея-Это система из объединённых между собой фотоэлектрических преобразователей, также называемых фотоэлементами. ..
2014-05-27 4117 0 Технология
0
Немцы создали световой переключатель из одной молекулы
Физикам из Германии удалось использовать свет для управления свойствами молекулы. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Advanced Science, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте Констанцского университета. Физики создали световой переключатель из одной молекулы. Она связывает два золотых ..
2015-04-21 1766 0 Технология
0
Магнитную информацию записали в индивидуальную молекулу
Ученые показали, что благодаря использованию органической оболочки носителями магнитной информации могут быть индивидуальные атомы железа. Работа опубликована в журнале Nature Communication, ее краткое содержание приводится на сайте Технологического института в Карсшуле. Современные технологии записи на магнитные носители ..
2012-07-5 1312 0 Технология
0
Ученые смоделировали внутриклеточную среду на атомарном уровне
Японские и американские ученые построили компьютерную симуляцию внутриклеточной среды на атомарном уровне с наносекундным разрешением. Результаты работы опубликованы в журнале eLife. Структура и динамика биологических макромолекул, таких как белки и нуклеиновые кислоты, in vitro изучены достаточно хорошо. Однако подобные опыты дают ..
2016-11-01 13145 0 Технология
0
Физики создали самые холодные молекулы
Американские ученые создали самые холодные молекулы, охладив газ из натрия и калия (NaK) до 500 нанокельвинов. Об открытии сообщается в журнале Physical Review Letters, а коротко о нем рассказывает издание Live Science. Физики давно размышляют о том, как ведет себя материя при сверхнизких температурах. ..
2015-06-16 1712 0 Технология
1
Белок Альцгеймера станет наноматериалом завтрашнего дня
Бета-амилоидный белок вызывает такие заболевания, как болезнь Альцгеймера, Паркинсона и Крейтцфельдта-Якоба. Но также, амилоид владеет уникальными характеристиками, которые могут помочь разработать новые композиционные материалы для нанопроцессоров и устройств для хранения данных завтрашнего дня, и даже сделать объекты ..
2013-12-18 1401 0 Технология
0
Новая солнечная батарея нарушила законы физики
Инженеры из Массачусетского технологического института создали солнечную батарею, которая может превращать тепло в свет, повышая свою энергоэффективность. Этим удалось преодолеть теоретически предсказанный предел, ограничивающий работоспособность фотоэлементов. Исследование опубликовано в журнале Nature Energy.В 1961 ..
2016-05-25 2403 0 Технология
0
Ржавчина и солнце заменят ископаемые виды топлива
Использование солнечного света и сверхтонких пленок оксида железа или ржавчины, по словам ученых из Израильского технологического института, способно разделить молекулы воды на водород и кислород. Этот прорыв, как говорят они, может привести к менее дорогим и более эффективным способам хранения ..
2012-11-15 2324 0 Технология
0
Учёные разработали жидкие солнечные нанобатареи
Учёные из Университета Южной Калифорнии (USC) создали невероятно дешёвые и стабильные солнечные батареи, состоящие из очень маленьких нанокристаллов, плавающих в проводящей электричество жидкой суспензии, сообщает «WordScience.org». Солнечные нанокристаллы имеют размер около четырёх нанометров. К примеру, на булавочной ..
2012-04-27 3885 0 Технология
0