 |
||||||
Во всех биохимических реакциях в клетках участвуют белковые молекулы.
Особенность белков как биокатализаторов — это способность специфически связывать за
счет межмолекулярных взаимодействий другие белки, ДНК и малые молекулы.
Как правило, белковые молекулы очень велики по сравнению, например,
с молекулами воды, углекислого газа или аммиака. Пространственная структура
каждого белка весьма сложна и определятся тем, какую функцию данный
белок выполняет в клетке. Определив структуру белка, можно определить
его активный, каталитический центр, а следовательно, понять механизм действия белка. Как говорят
биохимики, — понять молекулярный механизм ферментативной активности. Одним из методов изучения структуры различных молекул, включая и молекулы белков, является рентгеновская кристаллография, когда кристалл исследуемого вещества помещается в рентгеновский пучок и по полученной дифракционной картине восстанавливается внутренняя структура объекта. Так можно определить точные координаты всех атомов в молекуле. Помимо этого, данные о структуре белка дают возможность судить о подвижности определённых частей белковой молекулы, а значит, о поведении белковой молекулы в клетке.
В настоящее время знание пространственной структуры белка позволяет создавать новые лекарства, молекулы которых будут определённым образом связываться с молекулой белка, блокируя или усиливая её действие. Предварительно взаимодействие возможных лекарств с молекулой белка моделируется на компьютере, а затем, после химического синтеза вещества, проверяется экспериментально. Такой метод получил название «конструирование лекарства» (drug design). Шилелла фастидиоза (Xylella fastidiosa) – фитобактерия, которая является возбудителем различных заболеваний у более ста видов растений, включая цитрусовые, миндаль, кофе, сливу, дуб, клён, вяз, которые имеют большое экономическое значение. Вот некоторые заболевания, которые она вызывает: болезнь Пирса виноградной лозы, пестрый хлороз цитрусовых, ожог листьев у миндаля, кофе, сливы, дуба, клёна. Впервые бактерия была обнаружена в 1973 году при исследовании заболевания Пирса виноградной лозы в южной Калифорнии. Фастидиоза образует биоплёнки, закупоривающие ксилему - ткань растений, через которые проходят вода и минеральные соли от корней к листьям. От растения к растению фитопатоген передаётся через насекомых, которые питаются ксилемами. Белок VapD, выделенный из Ш. Фастидиоза, относится к группе так называемых вирулентно-ассоциированных белков. Белки того же семейства были обнаружены во многих бактериях, которые являются возбудителями заболеваний человека, таких как: пародонтит, язвенные заболевания желудка и двенадцатиперстной кишки и др. Так как до сих пор мало известно о структуре и функциях этой группы белков, они представляют для исследователей большой интерес.
В результате нашего исследования была расшифрована структура белка VapD, выделенного из Ш. фастидиоза, и с помощью методов компьютерного моделирования была построена структура комплекса этого белка с ДНК. Стоит отметить, что, имея представление о структуре одного белка из группы вирулентно-ассоциированных белков, можно сделать предварительные выводы о структуре других белков, принадлежащих к этой группе, а значит, о возможном принципе их действия. Таким образом, понимая механизм действия одного белка, можно определить подход к борьбе с заболеваниями и попробовать «сконструировать» вещество, блокирующее активность таких белков в клетке. Марина Полякова, аспирантка ПИЯФ НИЦ
«КИ» |
||||||
