Получено трехмерное изображение кристаллической структуры важнейшего белка

Источник: phys.org

Все растения используют фермент рибулозобисфосфаткарбоксилазу (RuBisCO, или РБФК) для захвата углекислого газа из атмосферы. С помощью энергии солнца и питательных веществ из почвы диоксид углерода преобразуется в вещества, идущие на постройку и питание клеток растения, на развитие его листьев, побегов, корней и цветов. При этом важна температура окружающей среды. В 1985 году ученые обнаружили фермент — помощник, РБФК активазу. Именно он запускает процесс фотосинтеза. Но при высокой температуре РБФК активаза выключается, белок буквально «распутывается» (процесс денатурации). В итоге фотосинтез прекращается, растение перестает расти и урожай снижается. Долгое время команды ученых по всему миру пытались определить кристаллическую структуру РБФК активазы. Только зная структуру фермента, можно точно определить закономерности его работы. Проблема заключалась в том, что большинство растительных белков из группы активаз не имеют жесткой и регулярной структуры.

И все же команде Университета штата Аризоны (США) удалось определить трехмерную структуру фермента. Профессор Ребекка Вахтер, доктор Натан Хендерсон и сотрудник Службы сельскохозяйственных исследований США Михаэль Салвусси обратили внимание на креозотовый куст (ларрею трёхзубчатую). Этот низкорослый кустарник с характерным запахом в изобилии растет в пустынных райнах штата Аризоны. Он отличается устойчивостью к высоким температурам. Исследователи предположили, что РБФК активаза креозотного куста остается стабильной при более жестких условиях. Они клонировали белки — активазы растения и воспроизвели те их части, которые были достаточно стабильными для определения кристаллической структуры. Исследование белков велось при помощи методики рентгеновской кристаллографии, в итоге структура «неуловимого» белка была зафиксирована. Полученное изображение поможет более детально изучить работу протеина, и определить гены, влияющие на его свойства. Возможно, в будущем ученым удастся изменить последовательность РБФК активазы таким образом, чтобы добиться устойчивости растений к высоким температурам.