Лазеры помогли определить структуру белка за пикосекунды

Лазеры помогли определить структуру белка за пикосекунды

Группа физиков из Массачусетского технологического института под руководством Андрея Токмакова научилась количественно определять элементы вторичной структуры белка на основе спектров, полученных с помощью скоростного лазера за 10-12 секунды. Работа опубликована в журнале Analyst, с пересказом можно ознакомится на сайте института.

Исследователи облучали образцы белков в растворе импульсами инфракрасного света длительностью менее 1 пикосекунды и проводили сложный анализ происходящего поглощения. Свет поглощался основной полипептидной цепью, которая может быть в трех основных состояниях: уложенной в альфа-спираль, сложенной в Z-образный бета-слой или неструктурированной. Поскольку в трех этих структурах атомы углерода и кислорода взаимодействовали по-разному, то менялся и спектр поглощения белков, содержащих разное количество того или иного структурного элемента. На основе анализа получившегося спектра ученые делали вывод о содержании в белке разных элементов структуры.Чтобы проверить корректность нового метода, исследователи сравнивали результаты, полученные для 16 тестовых белков с известной структурой.

Следует отметить, что метод позволяет определить только долю тех или иных элементов в структуре (спиралей, слоев или неструктурированных участков), не их последовательность, и, тем более, не положение всех атомов белка, как позволяет это делать метод рентгеновской кристаллографии. Однако разработанный метод обладает комплиментарными рентгеноструктурному анализу достоинствами. Он позволяет определять структуру белков в растворе, а не в кристалле (успешная кристаллизация - самое узкое место рентгеноструктурного метода). Кроме того, он позволяет увидеть процесс изменения структуры во время денатурации, ренатурации, и в случае взаимодействия с другими белками.

Ученые уже давно используют инфракрасную спектроскопию для изучения белков. Новую информацию из инфракрасных спектров удалось получить благодаря усовершенствованию лазеров, способных генерировать сверхкороткие вспышки света. Использование облучения последовательными сверхкороткими вспышками позволяет получить двумерные спектры поглощения, анализируя которые авторы смогли установить вторичную структуру.

Источник: lenta.ru

Похожие новости:
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 1518 0 Технология
0
Нанопоры помогут в «опознании» единичных молекул белка
Химики из США и Швейцарии под руководством Майкла Майера (Фрибурский университет) разработали методику определения единичных молекул белков по их поведению в зептолитровом объеме специально сконструированной нанопоры. Ученые нашли способ определять одновременно форму, объем, электрический заряд, дипольный момент ..
2017-01-18 4871 0 Технология
0
Новые устройства будут искусственно создавать протеины
Устройство размером с молекулу позволит искусственно создавать протеины, британские ученые не первый год работают над своим изобретением, которое полностью повторяет функции белковой молекулы. Это крохотное приспособление во многократном увеличении внешне выглядит как обычная палка с маленькими кольцами на ней. ..
2013-01-12 1352 0 Технология
0
Физики разработали лазер на флуоресцентных белках медуз
Физики из Великобритании и Германии разработали поляритонный лазер на основе зеленого флуоресцентного белка, работающий при комнатной температуре. Интересно, что в устройстве используется белок, синтезируемый модифицированными бактериями кишечной палочки, а в природе его аналоги встречаются у некоторых медуз. Ученые предполагают, что лазер ..
2016-08-24 7898 0 Технология
0
Паутину превратили в молекулярный динамометр
Американские биоинженеры разработали новый вид «молекулярного динамометра» из пептидной пружины на основе одного из белка пауков. Такой молекулярный прибор позволяет измерять механическое натяжение прямо внутри живой клетки, причем для этого достаточно просто наблюдать в микроскоп за характером ..
2016-02-15 1232 0 Технология
0
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 1502 0 Технология
0
Новое достижение ученых - гипоаллергенное молоко
Согласно статистике, примерно 1,5% детей страдают аллергией на бета-лактоглобуин, содержащийся в молоке. Отныне эта проблема осталась позади: в Новой Зеландии ученые сумели вырастить корову, которая дает особое молоко. Такое молоко не содержит бета-лактоглобуин и не вызывает аллергических ..
2012-10-5 1437 0 Технология
0
Новая лазерная система может достать до Марса
Возможно, Юпитер или Марс не так уж и далеки, как нам кажется. Новая лазерная система, разработанная в лаборатории реактивного движения НАСА, в Калифорнийском технологическом институте, может преодолевать межпланетные расстояния и оставлять свой миллиметровый след, сообщает lolnews.ru. Такая установка может без проблем ..
2013-07-20 1463 0 Технология
0
Ученые готовы создать терагерцовый лазер
Графен считается универсальным материалом в такой науке, как материаловедение: его двумерная сотовидная решетка, состоящая из атомов углерода, прочнее стали и обладает чрезвычайно высокой подвижностью носителей заряда, кроме того, прозрачная, легкая и гибкая. Неудивительно, что для графена есть много приложений ..
2013-10-30 2039 0 Технология
0
Ученые смоделировали самый сложный квазикристалл
Американские инженеры смоделировали самую сложную кристаллическую структуру. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Nature Materials, а кратко с ней можно ознакомиться на сайте Мичиганского университета. Наблюдать трехмерную структуру икосаэдрического квазикристалла ученым удалось при помощи компьютерной симуляции ..
2014-12-26 8895 0 Технология
0
Белый свет лазера заменит обычные лампочки
Результаты тестирования, проведенного в Национальной лаборатории Сандия (США), показали, что человеческий глаз хорошо воспринимает как белый свет, создаваемый диодными лазерами, так и тот, что производится набирающими популярность светоэмиссионными диодами (LED). В обеих технологиях электрический ток проходит сквозь материал и генерирует ..
2011-10-30 3035 0 Технология
0
Биологи научились создавать идеальные белки
Ученые из Университета Вашингтона в Сиетле разработали алгоритм, при помощи которого можно создавать белки с любой наперед заданной трехмерной структурой. Работа ученых опубликована в журнале Nature, там же можно прочитать ее краткое содержание.Созданная биологами программа фактически позволяет предсказать, ..
2012-11-9 1550 0 Технология
0
Физики собрали новый «графен» из атомов металлов
Ученые создали материал из оксидов переходных металлов, структура которого напоминает графен. Расположение молекул в виде сотовых ячеек придало материалу необычные физические свойства. Результаты работы были опубликованы в журнале Physical Review Letters.Сверхрешетка была построена ..
2016-02-04 1801 0 Технология
-1
Физики впервые рассмотрели шестиугольную структуру льда на поверхности графита
Китайские физики впервые рассмотрели кристаллическую структуру двумерного слоя льда, который возникает на поверхности графита при температуре около 160 кельвинов. Для этого ученые численно рассчитали муаровый узор, который образует слой льда и слой графита, а потом сравнили ..
2019-03-10 6885 0 Технология
0
Ученые имплантировали лазеры в живые клетки
Британским ученым удалось имплантировать миниатюрные лазеры в живые клетки. Теперь с помощью этих устройств можно будет отслеживать перемещения отдельных клеток на протяжении нескольких дней и даже недель. О новой технологии рассказывается на страницах журнала Nano Letters, ..
2015-07-24 4284 0 Технология
0