Выявлен ключевой фактор стабильности белков

Д-р Дэвид Портер (David Porter) и проф. Фриц Фольрат (Fritz Vollrath) из Оксфордского университета провели исследование критических условий, при которых биологические функции белков нарушаются. Взаимодействие белков с молекулами воды лежит в основе многих процессов живой природы, и критические условия этих взаимодействий определяют и состояние клетки или всего организма в целом.

Работа британских ученых использует теоретический расчет на основе квантово-механического моделирования водородных связей, образуемых между водородом и амидными группами конкретного белка. Водородные связи в конечном итоге определяют как способность белка участвовать в тех или иных химических реакциях, так и его физико-механические свойства и устойчивость к действию низких или высоких температур.

Одно из наиболее очевидных проявлений этого взаимодействия состоит в том, что для белков с небольшим количеством воды в целом характерна жесткая структура как на уровне макромолекул, так и на уровне биологической ткани в целом. Увеличение доли воды в комплексе с белком до 30% и выше делает ткань гибкой и прочной (таков, например, белок эластин, входящий в состав соединительной ткани).

На основе разработанной модели можно будет понять и то, каким образом вырабатываемый пауками белок, находящийся в их организме в виде раствора, становится сверхпрочной нитью, к тому же устойчивой ко многим химическим воздействиям. Это понимание приблизит создание принципиально новых материалов с заранее заданными свойствами.

Другой важный аспект будущих исследований - возможность предсказывать и регулировать стабильность различных белковых материалов, которая может меняться в широком диапазоне, он нескольких секунд до сотен лет, сообщает пресс-релиз Оксфордского университета.