PRX Life: раскрыта тайна плотности упаковки белков

Ученые из лаборатории Кори О'Херна разгадали загадку плотности упаковки белков. Это может привести к созданию новых биоматериалов и лекарств. Работа опубликована в журнале PRX Life.

Белки, выполняющие важнейшие функции в живых организмах, должны сворачиваться в определенные структуры.

Исследователи проанализировали тысячи белков и обнаружили, что их они всегда имеют одинаковую плотность упаковки – 55%. Плотность упаковки — это показатель того, какая часть пространства внутри структуры занята объектами. Если плотность упаковки составляет 55%, это означает, что 55% объема заполнено белками, а остальное пространство остается пустым.

Этот феномен связан с тем, что аминокислоты (составляющие белков) в белковой структуре не могут сжиматься дальше определенного предела. В отличие от гладких сферических объектов, уплотняющихся до 64%, аминокислоты имеют сложную форму и шероховатую поверхность, что ограничивает плотность их упаковки.

Интересно, что при повышенном давлении, например, в глубоководных гидротермальных источниках, плотность может увеличиваться до 58–60%. Это может дать подсказки о том, как формировалась жизнь на Земле.

Ученые предполагают, что изменяя условия среды, такие как растворитель, температуру или давление, можно заставить белки формировать новые структуры даже без изменения аминокислотной последовательности. Это открывает новые возможности в биоинженерии и медицине.