Ученые раскрыли структуру вирусного родопсина

Устройство уникального белка, родопсина OLPVRII, обнаруженного в геноме гигантских вирусах, стало известно благодаря работе выпускников и аспирантов МФТИ.

Работа опубликована в Nature Communications.

Один из авторов работы Дмитрий Братанов рассказывает, что вирусные родопсины были впервые обнаружены в так называемых гигантских вирусах несколько лет назад, однако до сих пор никому не удавалось изучить механизм функционирования этих белков, описать их структуру и выяснить функциональное предназначение.

Гигантские вирусы (Giant Viruses) — огромные вирусы размером с бактерию, которые инфицируют клетки водорослей, ответственных за поддержание экологического баланса в природной среде Мирового океана. Изучение такого рода вирусов представляет большой интерес для экологии. «В нашей работе мы получили пространственную структуру OLPVRII высокого разрешения и показали, что этот белок организован в пентамеры в липидной мембране», — сообщает Дмитрий Братанов, научный сотрудник Института комплексных систем Исследовательского центра города Юлих (Германия).

Впрочем, сама по себе пентамерная структура для этого класса белков не нова: ее удавалось обнаружить и у некоторых других родопсинов, например, в случае светочувствительного натриевого насоса KR2. Но структура OLPVRII отличается тем, что в центре пентамера расположена уникальная пóра, предназначение которой пока непонятно.

Ученые раскрыли структуру вирусного родопсина

Ученые раскрыли структуру вирусного родопсина

Вирион мимивируса — гигансткого вируса, первого открытого представителя семейства Mimiviridae / © Ghigo E, Kartenbeck J, Lien P, Pelkmans L, Capo C, Mege JL, Raoult D. / Википедия 

«Возможно, эта пора выполняет роль ионного канала. Скорее всего, для хлора», — считает соавтор работы, аспирант МФТИ Кирилл Ковалев. — Однако, канальное предназначение OLPVRII нами еще не доказано: для этого нужны дополнительные экспериментальные исследования.

Впрочем, кое-что о функциях вирусного родопсина удалось узнать уже в процессе изучения его структуры: авторы работы показали, что этот белок, подобно большинству родопсинов способен перекачивать протоны наружу клетки. Но это свойство у него выражено весьма слабо и, по мнению исследователей, может не быть основной функцией белка.

«Если удастся доказать, что данный вирусный родопсин является ионным каналом, то он может стать прекрасным инструментом для оптогенетики и биомедицинских приложений», — считает один из авторов работы Валентин Горделий, руководитель научных групп в Институте структурной биологии в Гренобле и в Исследовательском центре Юлиха и научный координатор Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний в МФТИ.

Ученые считают, что этот инструмент сможет превзойти все существующие аналоги за счет преимуществ его пентамерной структуры — свободы генетического манипулирования свойствами белка и, предположительно, высоких токов через широкую центральную пору. Авторы работы закрепили за собой приоритет на оптогенетическое применение вирусного родопсина OLPVRII, подав патентную заявку на соответствующее изобретение. 

Ученые раскрыли структуру вирусного родопсина

Ученые раскрыли структуру вирусного родопсина

137 статей

Сибирский федеральный университет (СФУ) – крупнейший университет восточной части России. Состоит из 21 профильного института и 3 филиалов. Выполняет широкий спектр уникальных научных исследований в области биотехнологий, новых материалов, металлургии и горного дела, нанотехнологий, архитектуры и дизайна, космических и информационных технологий, математики, геномики, медицины и по многим другим направлениям. В университете действуют ведущие научные школы РФ, поддержанные грантами Президента РФ: «Дендроклиматический и дендроэкологический мониторинг лесов Северной Евразии» (руководитель – академик РАН Евгений Ваганов), «Экологическая биофизика» (руководитель – академик Иосиф Гительзон). А также научная школа профессора Августа Циха «Интегральные методы в комплексном анализе и алгебраической геометрии» и научная школа профессора Георгия Шайдурова «Радионавигационные и радиолокационные системы и устройства».

Источник

0
Поделиться:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.



Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.