Белки медуз могут помочь найти замену инсулину
Белки медуз открывают перед учеными новые возможности. Они способны выполнять функцию миниатюрных антенн, поэтому могут помочь найти замену инсулину, а также в исследованиях неврологических заболеваний. а Статья чешских ученых, посвященная этой теме, была опубликована на днях в престижном журнале Национальной академии наук США, Proceedings of the National Academy of Sciences .
Белки медуз могут помочь найти замену инсулину
Ученые обнаружили флуоресцентные белки в ткани некоторых медуз, благодаря которым они светятся изнутри, еще в прошлом столетии. Такие диковинные белки способны поглощать и испускать световое излучение. Именно они могли бы помочь найти замену подкожному введению инсулина, поэтому ученые из Института органической химии и биохимии Академии наук Чехии и занялись их исследованием.
Флуоресцентные белки характеризуются способностью к интенсивной люминесценции в узком спектральном диапазоне. Белки, полученные, например, из тканей медузы Aequorea victoria, используются для отслеживания самых разных биологических процессов и контроля деятельности генов. Эта характеристика позволяет ученым проводить мониторинг молекулярных процессов в клетках. Упрощенно говоря, если направить на такие белки лазерный луч, они начинают светиться так же, как и медузы. Исследователи таким образом видят до мельчайших деталей, как клетки реагируют на определенное вещество.
Флуоресцентные молекулы в клетках функционируют как миниатюрные антенны
— Молекулы флуоресцентных белков ранее воспринимались как светящиеся точки. Но наши исследования показали, что они ведут себя не как точки, а как маленькие антенны. Когда мы освещаем их с разных сторон, они в большей или в меньшей степени способны поглощать свет. И такие антенны не излучают этот свет равномерно во всех направлениях, а в некоторых направлениях вообще бездействуют. Важность нашего открытия заключается в том, что хотя флуоресцентные белковые молекулы широко используются в биологических исследованиях, их способность функционировать в роли антенн еще не полностью оценена и действительно не используется. Знание направленных свойств флуоресцентных белков может привести к новым способам использования этих полезных молекул»,
— объяснил в интервью «Чешскому Радио» профессор Йозеф Лазар из Института органической химии и биохимии Чехии.
Группа ученых во главе с Йозефом Лазаром подготовила бактерии, содержащие флуоресцентные белки, и нашла способ выявить, при каких условиях белки образуют кристаллы. Облучив их лазером, они обнаружили в специальном микроскопе, что при освещении кристаллов под определенным углом свечение становится более интенсивным. Благодаря этому ученые смогли еще точнее определить, каким образом кристаллы расположены и удерживаются друг с другом, потому что видели, в каком направлении реагируют отдельные антенны. Продолжает Йозеф Лазар:
Танец молекул не является хаотическим
— В принципе, перед нами не что иное, как маленькие механические устройства. Когда они катализируют химическую реакцию, происходит следующий процесс — молекула белка меняет свою форму и подталкивает химические реактивы, они же реагенты, принять положение, в котором может происходить химическая реакция. При прикреплении антенн к отдельным участкам молекулярной машины мы сможем узнать больше о том, каким образом работает интересующий нас фермент, «закваска», или белковая молекула.
Интерес ученых к данному исследованию был изначально продиктован стремлением найти замену подкожному введению инсулина. С помощью этих антенн, показывающих направление, ученые теперь могут более точно определять, как клетки организма реагируют на инсулин, в том числе как они группируются и как ориентируются в пространстве. На основе полученных сведений они способны предложить более точную химическую формулу вещества, которое окажет аналогичное инсулину действие.
— Инсулин — это маленький белок, который разрушается в желудочно-кишечном тракте, поэтому его не выписывают в виде оральных препаратoв. Mы хотим найти какой-то другой химическое вещество, способное заменить инсулин, которое можно было бы производить в виде таблеток,
— сообщил профессор Йозеф Лазар.
С учетом того, что флуоресцентные белки действуют наподобие направленной антенны, с их помощью нейробиологи, например, также могут отслеживать электрические сигналы в человеческом мозге для изучения различных неврологических заболеваний.
