Комплексный подход к исследованию структуры  белков на основе электронной микроскопии. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Соколова, О.С.

Автор: Соколова О.С.
Год издания: 2012
Место издания: Научная библиотека МГУ Москва
Объём: 46 страниц
Аннотация: Актуальность темы Современная молекулярная биология стремительно расширяет круг знаний, область интересов перемещается от одиночных молекул к более сложным молекулярным машинам, растет потребность в структурной информации о комплексах нанобиообъектов. В настоящее время в мире расшифровано более 80000 атомных структур белков, в их числе мембранные белки, ионные каналы, аквапорины, рибосомальные субъединицы и др. Однако структура одиночного компонента может рассматриваться только как первый шаг к пониманию основ функционирования всей системы в целом. Известно, что изменение конформационного состояния белка отражается на его функциональной активности (Рубин, 2004). Знание структуры макромолекулярных комплексов дает возможность интерпретировать конформационные изменения в молекулах в процессе их активации и автоингибирования, а также при связывании с лигандами и/или плазматической мембраной. Признанными методами для изучения структуры и конформационных изменений в белковых молекулах являются: рентгеноструктурный анализ, ЯМР, метод спиновых меток, детекция люминисценции и спектроскопические методы (Вассерман, Коварский, 1986; Stock et al, 2005; Tyszka et al, 2005). Каждый из этих методов имеет свои преимущества и ограничения. Большинство методов способны детектировать лишь незначительные изменения полипептидной цепи и далеко не всеми методами можно определить, какая часть белка и как изменила свою конформацию. В то же время, современный метод просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) макромолекул позволяет визуализировать не только трехмерную структуру, но и динамику самых разнообразных биологических нанообъектов с разрешением от 2-5 нм до атомного (0,2 нм). Метод ПЭМ не связан многими недостатками перечисленных выше структурных методов: в нем нет лимитирующего размера частиц, не обязательно наличие кристаллов, количество используемого материала достаточно мало, крио-модификация метода ПЭМ позволяет наблюдать молекулы в нативном водном окружении в состоянии, близком к физиологическому. В сочетании с методом реконструкции макромолекул (van Heel and Frank, 1981) и фиттингом кристаллических структур, ПЭМ белков 4 позволяет получить представление о трехмерной структуре и конформационных изменениях макромолекулярных комплексов. В данной диссертационной работе метод ПЭМ использовался для получения впервые трехмерных структур крупных мембранных и цитоплазматических глобулярных белков, а также для изучения основ формирования фибриллярных структур белками паутины, спидроинами. В последние пять лет изучению молекулярного строения мембранных белков (ионных каналов и транспортеров) уделяется особое внимание во всем мире в связи с разработкой новых эффективных лекарств против таких болезней, как рак (Wang et al, 1996), сердечные заболевания (Schmitt et al, 2000), эпилепсия (Misonou et al, 2005; Singh et al, 2006). Однако до сих пор многие ионные каналы не изучены в должной мере из-за сложностей с кристаллизацией мембранных белков. Расшифрованная атомная структура крупных актинсвязывающих белков (АСБ) была бы незаменима при разработке фармацевтических препаратов против целого ряда заболеваний, связанных с нарушением клеточной подвижности (Васильев, 1997; Geiger and Peeper, 2009). В тоже время атомных структур многих полноразмерных АСБ до сих пор получить не удалось. Относительно недавно в качестве материала для тканевой инженерии был предложен рекомбинантный белок паутины спидроин (Moisenovich et al, 2009). В связи с тем, что искусственные матриксы определяют механические свойства и форму имплантата, формируют субстрат для адгезии клеток, представляется актуальным исследовать четвертичную структуру входящего с их состав спидроина. Целью работы является разработка комплексного подхода к изучению четвертичной структуры белковых молекул на основе просвечивающей электронной микроскопии. Для достижения цели решаются следующие задачи: 1. Формулировка основных положений комплексного подхода к изучению четвертичной структуры белков; 2. Получение трехмерных структур ряда мембранных и цитоплазматических белков с разрешением 1,8-2,5 нм; 3. Построение молекулярных моделей белков на основе моделирования по гомологии и фиттинга; 4. Изучение конформационных перестроек в белковых молекулах при активации, взаимодействии с лигандами и с плазматической мембраной;
Добавил в систему: Соколова Ольга Сергеевна

	ИСТИНА	Войти в систему Регистрация
	ИСТИНА ЦЭМИ РАН
	Главная Поиск Статистика О проекте Помощь

ИСТИНА

ИСТИНА ЦЭМИ РАН

Прикрепленные файлы