Биологи из Майнцского университета Иоганна Гутенберга (Johannes Gutenberg University Mainz), Германия, впервые успешно кристаллизовали гемоцианин крови императорского скорпиона, чтобы лучше понять структуру и роль этого гигантского белка-транспортера кислорода. 

Императорский скорпион (Pandinus imperator) - не только самый крупный скорпион в мире, он также является обладателем очень крупного белка-гемоцианина. Белок представляет собой комплекс, состоящий из 24 субъединиц и играющий роль дыхательного пигмента. Этот пигмент служит переносчиком кислорода в крови моллюсков и членистоногих и является аналогом гемоглобина. Но в отличие от человеческого гемоглобина, в котором кислород связывается с атомами железа, в гемоцианине кислород соединяется с двумя атомами меди. Гемоцианин - один из крупнейших известных ученым белков, сопоставимый по размерам с рибосомами. Он крайне интересен ученым, поскольку, в зависимости от размера животного, до 160 его центров связывания способны взаимодействовать между собой для прикрепления, транспортировки и высвобождения атомов кислорода в кровь. Этот феномен «кооперативности» может быть использован учеными для разработки высокочувствительных молекулярных «переключателей».

Императорский скорпион (Pandinus imperator), фото членистоногие фотография

Немецким ученым впервые удалось вырастить кристаллы из этого белка для того, чтобы проанализировать его строение с помощью рентгеновских лучей (рентгеновская кристаллография). Эта методика позволяет не только рассмотреть атомарное строение вещества, но и определить пространственное положение каждого атома. По словам автора исследования, профессора Эльмара Енике (Elmar Jaenicke), кристаллизация таких крупных белковых комплексов - очень сложное дело. Необходимо правильно подобрать уровень рН, соленость раствора и температуру. Выращивание кристалла может занять месяцы и даже годы и требует много терпения.

В настоящее время ученые уже могут разглядеть многие детали строения гемоцианина. Максимальное разрешение, на котором они сейчас работают - 6,5 ангстрем. При таком разрешении уже видны вторичные структуры белка (спирали), однако отдельные аминокислоты пока разглядеть не удается. Другими словами, если представить гемоцианин в виде кирпичного дома, на который смотрят в телескоп, ученые уже способны разглядеть его окна, двери и почтовый ящик на входе, но отдельные кирпичи кладки они пока не видят. «Однако мы только начали свое исследование, и то, что мы уже видим многие активные части белка - это огромное достижение, - уверен автор исследования. - В дальнейшем мы будем улучшать качество выращиваемых кристаллов, пока не добьемся изображения четкой атомарной структуры гемоцианина».

Источник: http://www.abc-gid.ru/