Структурный анализ и белковая инженерия


Kanal geosi va tili: ko‘rsatilmagan, ko‘rsatilmagan
Toifa: ko‘rsatilmagan


Новости структурной биологии
Контакты: ivan.gushchin@phystech.edu

Bog‘liq kanallar

Kanal geosi va tili
ko‘rsatilmagan, ko‘rsatilmagan
Toifa
ko‘rsatilmagan
Statistika
Postlar filtri


Video oldindan ko‘rish uchun mavjud emas
Telegram'da ko‘rish
В журнале Science Advances вышла наша работа про миниатюрный родопсин (протонный насос) из Actinomarina minuta. Белок очень хорошо кристаллизуется, и нам удалось поймать в кристаллах разные состояния.

Оказывается, что изменения его структуры можно представить как движение двух жестких суб-доменов друг относительно друга: в одном положении внутренность белка открыта в цитоплазму, в другом - во внеклеточное пространство. На английском это обычно называют alternative access mechanism.

Поглощение фотонов ретиналем приводит к изменению доступности Шиффова основания, и в конечном счете переносу протона через мембрану.

Ссылка на публикацию:
https://doi.org/10.1126/sciadv.adu5303


Video oldindan ko‘rish uchun mavjud emas
Telegram'da ko‘rish
Красивая анимация обложки журнала Science для статьи про in vivo структуры респираторных комплексов зеленых водорослей Chlamydomonas reinhardtii, полученные при помощи крио-электронной томографии.

Ссылка на выпуск: https://www.science.org/toc/science/387/6740

Ссылка на статью: https://www.science.org/doi/10.1126/science.ads8738

Автор анимации: https://luminous-lab.com/portfolio/


Компания VantAI выпустила новую генеративную модель, которую рекламирует как следующий шаг после AlphaFold3. Независимо проверить работоспособность модели пока невозможно, но иллюстрации и анимации на сайте очень красивые: www.vant.ai/neo-1


Физиков среди нас часто интересует, сколько энергии нужно, чтобы синтезировать один белок или целую клетку.

В новой статье от ученых Университета Эдинбурга приводятся как раз такие оценки: слева - сколько джоулей нужно для синтеза одного грамма липидов, ДНК, РНК, белков или целых клеток, посередине - сколько джоулей нужно, чтобы соответствующих молекул хватило на одну кишечную палочку, а справа - сколько молекул АТФ.

Для синтеза 1 грамма E. coli нужен 331 Джоуль.

Понять, что авторы - физики, можно по оси температур, идущей до 130 °C.

Ссылка на статью:

https://doi.org/10.1038/s41598-024-54303-6


Красивые "мультикомпонентные нано-клетки" от Дэвида Бейкера https://doi.org/10.1038/s41586-024-07814-1


В последнее время самые популярные вопросы про AlphaFold - это научился ли он предсказывать комплексы с лигандами, и что лучше - AlphaFold3, Protenix, Chai или Boltz? В свежем препринте от Skrinjar и коллег проведен аккуратный анализ и обнаружено, что AF3 чуть лучше аналогов, и что все методы довольно плохо работают для молекул, которых не было в обучающей выборке: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.02.03.636309v2.full.pdf


Красивая иллюстрация: разрезы жгутиковых моторов разных микроорганизмов

Источник https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2025.02.19.638559v1


ЛФИ МФТИ dan repost
🐍Змеиные укусы каждый год убивают сотни тысяч человек по всему миру. К решению этой проблемы подключился нобелевский лауреат 2024 года Дэвид Бейкер, автор алгоритмов из семейства Rosetta. В качестве мишени ученые выбрали самые изученные токсины — два нейротоксина из семейства 3FTx. 3FTx, или трехпальцевые токсины — это основной компонент яда кобры, мамбы и некоторых других опасных змей.

🧙О том, что получилось в результате, журналу «За науку» рассказал Иван Гущин, заведующий лабораторией структурного анализа и инжиниринга мембранных систем Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний ЛФИ МФТИ.


В рамках популяризационного проекта про современные методы предсказания белковых структур от Цифровой кафедры НГУ вышел ролик Ивана Гущина "Использование AlphaFold перед структурным экспериментом": https://vkvideo.ru/video-205185234_456239227
Использование AlphaFold перед структурным экспериментом // Иван Гущин
Иван Гущин, заведующий лабораторией структурного анализа и инжиниринга мембранных систем https://new.mipt.ru/science/labs/Laboratoriya-strukturnogo-analiza-i-inzhiniringa-membrannykh-sistem старший научный сотрудник центра исследований молекулярных механизмов МФТИ https://cmm-mipt.ru/


В январе вышла наша новая работа, где мы смогли придумать подход на основе AlphaFold, который позволил предсказать стехиометрию (количество составляющих) роторных колец АТФ-синтаз - ключевых ферментов во всех живых клетках.

Подробности есть в материале от "За Науку":
https://zanauku.mipt.ru/2025/01/28/fiztehi-izuchili-raznoobrazie-belkovyh-rotorov/

Ссылка на статью: https://doi.org/10.1002/prot.26790


Красивые светящиеся колонии E.coli для 20-цветного имиджинга люминесценции от исследователей из университета Осаки. Поменять цвета излучения нано-люциферазы NanoLuc смогли за счет рационального присоединения к ней не одного, а целых двух флуоресцентных белков разного цвета. Статья с открытым доступом, и в ней есть еще больше красивых иллюстраций:

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adp4750


Несмотря на бурное развитие белковой инженерии, пока известно не так много примеров полностью искусственных белков, приблизившихся к практическому использованию. Часто, исследователей беспокоит, что если использовать искусственные белки в качестве лекарств, они будут вызывать иммунный ответ и терять активность (или, хуже, вызывать токсичность).

Популярным контрпримером являются случаи, когда лекарство применяется в критической ситуации: важно спасти человека здесь и сейчас, а с последствиями и побочными эффектами разбираться позже. К таким относятся укусы змей, которые часто могут оказаться смертельными. В свежей работе от лаборатории нобелевского лауреата Дэвида Бейкера представлены искусственные белки, связывающие нейротоксины и цитотоксины из змеиного яда.

Созданные белки успешно связывали токсины и их структура полностью соответствовала задуманной. Более того, при инъекции токсинов мышам, введение антитоксина даже с опозданием на 15 минут защищало животных от отрицательных эффектов.

Ссылка на статью: https://doi.org/10.1038/s41586-024-08393-x




Структурный анализ может принимать разные формы: новый проект исследователей из университета Женевы будет направлен на использование экспансионной микроскопии для создания атласа микробов-эукариот на разных этапах их роста. Первые примеры уже можно посмотреть в препринте про разнообразие эукариотических цитоскелетов: https://doi.org/10.1101/2024.10.18.618984


Цифровой кафедрой НГУ запущен интересный проект - серия небольших роликов про AlphaFold, метод предсказания белковых структур. Сегодня представляем запись "Границы применимости AlphaFold и аналогов" от Ивана Гущина:

https://vk.com/video-205185234_456239226

Все записи серии собраны в плейлист:

https://vkvideo.ru/playlist/-205185234_18


Мембранные белки всегда представляют большую сложность для исследований - из-за того, что находятся в мембране, и их тяжело отделить от нее и других белков. Кроме этого, их функционирование почти всегда сопряжено с изменениями в структуре, поэтому часто они очень подвижны. Как следствие, структуры полноразмерных мультидоменных мембранных белков довольно редки.

В свежей работе в Nature Structural & Molecular Biology получены структуры полноразмерных рецепторных гуанилил-циклаз, благодаря чему раскрывается механизм их функционирования - красивые иллюстрации приложены.

Ссылка на публикацию: https://doi.org/10.1038/s41594-024-01426-z


Структурная биология сейчас переживает бурное развитие - благодаря выходу на новый уровень экспериментальных подходов, возникновению сильных предсказательных методов, разработке подходов белковой инженерии.

Регулярно выходят прорывные исследования, которыми хочется поделиться - для чего и создан данный канал.

17 ta oxirgi post ko‘rsatilgan.

41

obunachilar
Kanal statistikasi