Стала известна структура «васаби-рецептора»

Владимир Королев

Ученые из Университета Калифорнии в Сан-Франциско впервые получили изображение ионного канала, ответственного за реакцию нервных окончаний на механические воздействия и некоторые химические раздражители, в частности, васаби. Статья опубликована в журнале Nature.

TRPA1 — ионный канал, расположенный на плазматической мембране клеток чувствительного нерва. Ионные каналы способны раскрываться под действием химических веществ и пропускать внутрь клетки соли из внешней среды. Это приводит к возникновению так называемого потенциала действия — изменения электрического потенциала мембраны, распространяющегося дальше от нейрона к нейрону и вызывающего нервный импульс. Интерес к TRPA-1 вызван тем, что он способен раскрывается под действием широкого спектра веществ раздражителей, а его активность связывают с воспалительными болями и чесоткой.

Исследователи использовали для изучения строения белка метод электронной крио-микроскопии. В этом методе раствор белка в воде очень быстро замораживается — достаточно быстро, чтобы не успели образоваться кристаллики льда, которые способны нарушить естественную геометрию молекулы. Получается тонкая пластинка, содержащая тысячи молекул TRPA-1 в различных конформациях, которая затем изучается под электронным микроскопом. В результате получается более 100 000 фотографий, которые путем компьютерной обработки склеиваются в трехмерные изображения. Ученым удалось зафиксировать каналы в открытом, полузакрытом и закрытом состояниях.

Строение ионного канала, вид сбоку и с обоих концов. На изображении отчетливо видны 4 составляющие его субъединицы, выстилающие канал, по которому ионы проходят внутрь клетки

Candice E. Paulsen et al./Nature, 2015

Набор 2D изображений белка, полученных методом электронной крио-микроскопии

Candice E. Paulsen et al./Nature, 2015

Обнаружилось, что TRPA-1 состоит из четырех одинаковых субъедниц, и обладает структурой очень похожей на другой ионный канал того же класса, TRPV-1, реагирующий на действующее вещество острого перца, капсаицин. Сам канал, по которому ионы проникают внутрь клетки, ограничивается в закрытом состоянии только в двух точках. Исследователи сделали предположение, что эта структура является общей для всех каналов этого семейства.

Разрешение полученного изображения оказалось равным 0,4 нанометра, что примерно равно трем длинам связей углерод-углерод. Это позволило детально определить строение канала и понять, где и каким образом могут связываться с ним молекулы лекарств, блокируя работу канала. Данные о структуре белка являются чрезвычайно важной информацией для разработчиков различных биоактивных препаратов, они позволяют проводить предварительную оценку активности путем компьютерного моделирования, что значительно сужает область поисков потенциальных лекарств.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

17:30 15.06.18 3.5 Наука Медицина

Поведенческая терапия «перезаписала» страшные воспоминания

Анна Хоружая

Швейцарские исследователи изучили нейробиологические основы «перезаписи» страшных воспоминаний на мышах. Ученые выяснили, что поведенческая терапия воздействует на нейронную сеть, в которой «записан» страх, там формируются новые, безопасные воспоминания, и ужас, испытываемый ранее, проходит, говорится в Science.