В исследовании, проведённом в Макс Планк Институте медицинских исследований, обнаружена атипичная версия цитохрома c, способная эффективно принимать электроны несмотря на свой сильный отрицательный заряд.
Обычный цитохром c выполняет функцию переноса электронов между белками, обладая при этом положительным зарядом, необходимым для такого взаимодействия. Новая версия белка демонстрирует резкий контраст: несмотря на отрицательную электрическую среду, его сродство к электронам значительно выше.
Решение трёхмерной структуры белка позволило выявить наличие положительно заряженных кальциевых ионов, обнаруженных на расстоянии менее 0,7 нанометров от железных атомов, ответственных за накопление электронов. Такое расположение позитивных ионов существенно смещает локальный заряд вблизи активного центра белка.
Положительный заряд кальциевых ионов эффективно компенсирует общий отрицательный заряд белка, что способствует преодолению отталкивающего электростатического эффекта и обеспечивает высокую электронную аффинность. Такая организация структуры создаёт оптимальные условия для последующей передачи электронов другому белку в клеточном энергетическом процессе.
«Нахождение кальция в непосредственной близости от электронного центра оказалось увлекательным и беспрецедентным результатом в области белкового дизайна», – отметил Томас Барендс, структурный биолог и руководитель исследовательской группы института. Его слова подчёркивают уникальность обнаруженного решения природы.
В экспериментальных исследованиях проводились сравнительные анализы белков с присутствием кальция и без него. Несмотря на постоянные сложности, связанные с распространённостью кальция и риском заражения проб, результаты убедительно продемонстрировали ключевую роль кальциевых ионов в обеспечении способности белка принимать электроны.
Для теоретической поддержки экспериментальных данных группа теоретических химиков из Университета Байройта под руководством Матиаса Улльмана провела компьютерное моделирование систем с кальцием и без него. Полученные результаты подтвердили экспериментальные наблюдения, что усилило интерпретацию обнаруженных механизмов компенсации заряда.
Публикация результатов исследования в Journal of Biological Chemistry подчёркивает фундаментальное значение работы. Выявленные особенности распределения локальных зарядов внутри белка проливают свет на механизмы энергетического обмена в клетках и открывают перспективы для разработки искусственных белков с применением в области нанотехнологий.
Изображение носит иллюстративный характер
Обычный цитохром c выполняет функцию переноса электронов между белками, обладая при этом положительным зарядом, необходимым для такого взаимодействия. Новая версия белка демонстрирует резкий контраст: несмотря на отрицательную электрическую среду, его сродство к электронам значительно выше.
Решение трёхмерной структуры белка позволило выявить наличие положительно заряженных кальциевых ионов, обнаруженных на расстоянии менее 0,7 нанометров от железных атомов, ответственных за накопление электронов. Такое расположение позитивных ионов существенно смещает локальный заряд вблизи активного центра белка.
Положительный заряд кальциевых ионов эффективно компенсирует общий отрицательный заряд белка, что способствует преодолению отталкивающего электростатического эффекта и обеспечивает высокую электронную аффинность. Такая организация структуры создаёт оптимальные условия для последующей передачи электронов другому белку в клеточном энергетическом процессе.
«Нахождение кальция в непосредственной близости от электронного центра оказалось увлекательным и беспрецедентным результатом в области белкового дизайна», – отметил Томас Барендс, структурный биолог и руководитель исследовательской группы института. Его слова подчёркивают уникальность обнаруженного решения природы.
В экспериментальных исследованиях проводились сравнительные анализы белков с присутствием кальция и без него. Несмотря на постоянные сложности, связанные с распространённостью кальция и риском заражения проб, результаты убедительно продемонстрировали ключевую роль кальциевых ионов в обеспечении способности белка принимать электроны.
Для теоретической поддержки экспериментальных данных группа теоретических химиков из Университета Байройта под руководством Матиаса Улльмана провела компьютерное моделирование систем с кальцием и без него. Полученные результаты подтвердили экспериментальные наблюдения, что усилило интерпретацию обнаруженных механизмов компенсации заряда.
Публикация результатов исследования в Journal of Biological Chemistry подчёркивает фундаментальное значение работы. Выявленные особенности распределения локальных зарядов внутри белка проливают свет на механизмы энергетического обмена в клетках и открывают перспективы для разработки искусственных белков с применением в области нанотехнологий.
