Группа ученых из Новосибирского госуниверситета совместно с коллегами из Института цитологии и генетики СО РАН и Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН дополнила рентгеноструктурный анализ эволюционной информацией, чтобы лучше понять, как работают белки. Работа опубликована в международном журнале DNA Repair. 

При исследовании белков ученые часто используют метод рентгеноструктурного анализа, который позволяет определить строение молекулы с точностью до положения каждого атома. Получается своего рода моментальный снимок, однако он дает лишь статичный образ белковой молекулы. Как по фотографии сидящего человека непросто восстановить картину движения в прыжке, так и в случае снимка биологической молекулы нельзя полностью понять процесс ее работы.

 — Мы добавили в рентгеноструктурный анализ эволюционную информацию. За миллионы лет аминокислотные остатки в белках медленно изменяются. Такие случайные мутации влекут за собой другие замены для того, чтобы работоспособность молекулы сохранялась. Мы рассчитали, какие именно аминокислоты изменяются, и наложили карту изменений на структуру белка. Так, нам удалось установить, какие взаимодействия внутри белковой молекулы важны для ее функций, чего нельзя понять из одной структуры, — говорит руководитель исследования, заведующий лабораторией белковой инженерии НГУ Дмитрий Жарков.

Ученые применили новый подход к анализу структуры фермента кишечной палочки, который называется формамидопиримидин-ДНК-гликозилазой, или сокращенно Fpg. Этот фермент участвует в защите ДНК от окисления и предотвращает мутации. В результате дополнения рентгеноструктурного анализа удалось обнаружить два ранее неизвестных участка, критически важных для работы фермента: один отвечает за изменение его структуры при связывании окисленной ДНК, а второй нужен, чтобы белковая молекула не разворачивалась при температуре человеческого тела, при которой живет кишечная палочка.

Белок из кишечной палочки был выбран новосибирскими учеными потому, что у человека в клетках есть три белка, подобных Fpg, которые защищают наш геном. Мутации в них повышают риск рака и нейродегенеративных заболеваний. Новые данные позволят уточнить персонализированные предсказания риска для людей с разными вариантами этих генов.

структура.jpg 

Подпись к фото: структура фермента, установленная учеными.

Источники

Новосибирские ученые улучшили метод анализа белков
Новосибирский государственный университет (nsu.ru), 17/09/2018
Ученые Академгородка улучшили метод анализа белков
СовОк (sovok.info), 17/09/2018
Ученые ИЦиГ СО РАН, НГУ и ИХБФМ СО РАН усовершенствовали метод анализа белков
Академия новостей (academ.info), 17/09/2018
Данные об эволюции белков улучшат методы их анализа
Индикатор (indicator.ru), 17/09/2018
Новосибирские ученые улучшили метод анализа белков
Новости сибирской науки (sib-science.info), 17/09/2018
Новосибирские ученые улучшили метод анализа белков
Наука в Сибири (sbras.info), 17/09/2018
Данные об эволюции белков улучшат методы их анализа
Nanonewsnet.ru, 17/09/2018
Данные об эволюции белков улучшат методы их анализа
SMIonline (so-l.ru), 17/09/2018
Данные об эволюции белков улучшат методы их анализа
Биотех 2030 (biotech2030.ru), 17/09/2018
Данные об эволюции белков улучшат методы их анализа
Wi-fi.ru, 17/09/2018

Похожие новости

  • 04/10/2018

    Ночь научных историй пройдёт в Новосибирске

    За один вечер в новосибирском Академгородке прочтут 15 научно-популярных лекций и дадут ответы на вопросы участников.  Ночь научных историй пройдёт в воскресенье, 7 октября. Каждая лекция будет длиться по 30 минут, далее 15 минут уделят на вопросы-ответы, и 15 минут на перерыв, в течение которого можно будет перейти на другую площадку.
    661
  • 07/08/2018

    Неутомима, как силы природы

    ​Исследование систем репарации ДНК — «ремонта» этой сложной молекулы — поистине масштабная задача, решением которой занимаются передовые исследовательские коллективы и звезды мировой науки. Одна из них — заведующая лабораторией биоорганической химии ферментов Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН член-корреспондент РАН — Ольга Ивановна Лаврик отмечает юбилей.
    334
  • 08/07/2017

    Новосибирские ученые предложили новый подход к лечению гипертонии

    ​Ученые Новосибирского национального исследовательского государственного университета совместно с коллегами из институтов СО РАН (Институт химической биологии и фундаментальной медицины, Институт цитологии и генетики, Институт катализа) смогли понизить давление у крыс с артериальной гипертонией (с хронически повышенным артериальным давлением) с помощью метода генной терапии.
    1225
  • 20/06/2018

    Возможные перспективы Академгородка 2.0

    ​Ведущие ученые СО РАН продолжили обсуждение проектов развития научной инфраструктуры Новосибирского научного центра. Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН выступил инициатором проекта «Сибирский центр малотоннажной химии».
    505
  • 13/07/2018

    Новосибирские ученые предложили создать Национальный центр генетических технологий

    ​ФИЦ «Институт цитологии и генетики СО РАН» выступил с инициативой создания Национального центра генетических технологий. Как рассказал избранный директор ФИЦ ИЦиГ СО РАН член-корреспондент РАН Алексей Владимирович Кочетов, проект ЦГТ нацелен на решение сразу нескольких стратегических задач: «Прежде всего, мы хотим на одной площадке получить полный набор современных исследовательских технологий, обеспечивающий возможность фундаментального изучения генетических систем и процессов человека, животных, растений и микроорганизмов на базовых иерархических уровнях организации живых систем: молекулярно-генетическом, клеточном, тканевом, организменном, популяционном, экосистемном».
    581
  • 27/07/2017

    Сибирские ученые-генетики создают клеточную модель болезни Гентингтона

    ​​​​​Ученые ФИЦ "Институт цитологии и генетики" и Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН используют методы редактирования генов для создания клеточной модели болезни Гентингтона.
    517
  • 31/01/2018

    В Новосибирской области идет разработка проекта по созданию биофармацевтического научно-инжинирингового центра

    ​Новосибирская область может стать одним из ведущих федеральных центров по развитию науки и инжиниринга в области биотехнологий — территорией, привлекательной для инвестиций в биотехнологическую индустрию.
    766
  • 31/01/2018

    Аркадий Дворкович: программа реиндустриализации новосибирской экономики реализуется успешно

    ​30 января Новосибирскую область с рабочим визитом посетил вице-премьер РФ Аркадий Дворкович. В региональном правительстве под его председательством проходит рабочая группа по программе реиндустриализации экономики области.
    1067
  • 29/12/2017

    Биолог, психолог и востоковед рассказали о символе 2018 года

    Какая порода самая древняя? Почему собаки могут есть овсянку? Почему в Китае слагали легенды об этих животных и зачем вообще люди заводят собак? Ответы на эти вопросы ищите в материале ниже. Собака — родственник человека.
    881
  • 30/05/2018

    В СО РАН обсудили проекты развития Новосибирского научного центра

    В Сибирском отделении РАН обсудили еще шесть проектов развития Новосибирского научного центра, направленные на формирование научной и инновационной инфраструктуры. Проект по внедрению в практику здравоохранения современных высокоэффективных лекарственных средств для борьбы с инфекционными, онкологическими и генетическими заболеваниями представил заместитель генерального директора по научной работе Государственного научного центра вирусологии и биотехнологии «Вектор» доктор биологических наук Александр Петрович Агафонов.
    548