Ученые разработали новый метод измерения прочности белковых связей. В этом методе связанные белки разделяют с помощью звуковых волн. При этом белки могут снова соединиться, сообщает EurekAlert! со ссылкой на Cell Press. Инновация, описанная в журнале Biophysical Journal, позволяет повторно тестировать одни и те же белковые связи до 100 раз, предоставляя ценную информацию о том, как изменяется прочность связи по мере старения молекул.
Временные связи «белок-белок» возникают в таких процессах, как ферментативные реакции, связывание антител и мишени, реакция на лекарства. Точно охарактеризовать эти связи важно, чтобы проверить эффективность потенциальных методов лечения. Доступные методы для этого ограничены в своих возможностях. Обычно с их помощью, например, нельзя проверить большое количество связей.
В отличие от нового метода. В нем ученые объединяют две известные технологии: спектроскопию акустических сил, позволяющую одновременно тестировать множество молекулярных пар, и «скаффолдинг ДНК», которая позволяет многократно тестировать одни и те же связи, так как нити ДНК не дают этим связям полностью распасться.
Пары связанных белков находятся внутри камеры, заполненной жидкостью, когда на них направляют звуковые волны. Белки удерживаются каркасом ДНК, так что одна нить ДНК прикрепляет первый белок ко дну камеры, а другая прикрепляет второй белок к маленькому шарику кремнезема. Сила звуковой волны вытягивает кремниевый шарик и белок, к которому он прикреплен, со дна камеры. Если сила достаточно велика, это тянущее действие разрывает связь между двумя белками. Однако в этом новом методе третья нить ДНК действует как провод, чтобы удерживать белки близко друг к другу после разрыва их связи.
«Оригинальность нашего метода в том, что в дополнение к этим двум нитям с каждой стороны, посередине у вас есть этот провод, который соединяет две нити и удерживает белки вместе при разрыве, — отмечают авторы работы. — Без этого провода отсоединение было бы необратимым, но это позволяет повторять измерение почти столько раз, сколько вы пожелаете.
С помощью нового метода ученые охарактеризовали два одномолекулярных взаимодействия: связи между белками и рапамицином (иммунодепрессантом) и связи между однодоменным антителом и антигеном ВИЧ-1.
Исследователи наблюдали эти циклы соединения и разрыва через микроскоп. Возможность протестировать одну и ту же связь между белками несколько раз важна для изучения различий между молекулярно идентичными парами. Это также позволяет изучить, как эти взаимодействия меняются по мере старения молекул, что может быть важно для определения периода полураспада лекарств или антител.
[Фото: VLADIMIR KUNETKI]