Пятница 29 марта 2024 года

 

Вы здесь:  Главная» Все новости» Наука» Ученые исследовали как бактерия «находит» свою цель


Ученые исследовали как бактерия «находит» свою цель

Среда, 21 Февраля 2018 15:44

Ученым из Института математических проблем биологии РАН совместно с возглавляемой Сюзанной Андраде группой ученых из Университета Фрайбурга (Германия), а также с коллегами из Европейской молекулярно-биологической лаборатории в Гамбурге (Германия) и Университета Неймегена (Нидерланды) удалось установить структуру необычной сигнальной системы, присутствующей в анаммокс-бактериях.

 

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

 

Анаммокс-бактерии были открыты в самом конце XX века и быстро нашли применение в промышленных системах очистки сточных вод от азотного загрязнения, возникающего в результате широкого использования в сельском хозяйстве азотных удобрений. Это применение основано на удивительном свойстве анаммокс-бактерий - их способности поглощать ионы аммония и нитрита, превращая их в воду и молекулярный азот, являющийся основным компонентом земной атмосферы. Они способны осуществлять превращения даже при очень низкой концентрации аммония. При этом, процесс преобразования происходит в бескислородной среде, то есть, не требуя расхода кислорода, сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию Planet Today.

 

Бактерия лишена органов чувств. Каким образом она находит аммоний в окружающей среде? Передача сигнала через внешнюю оболочку клетки — один из важнейших вопросов современной биологии. Понимая механизмы передачи сигнала, можно научиться управлять такими бактериями. Ученых заинтересовал необычный белок, обнаруженный в одном из видов анаммокс-бактерий. Последовательность аминокислот этого белка содержала необычную комбинацию двух разнотипных частей. Первая часть была похожа на структуру трансмембранных белков, которые пронизывают клеточную мембрану насквозь и передают ионы аммония внутрь клетки.

 

Вторая часть напоминала белки гистидин-киназы. Эти белки часто присутствуют в системах передачи сигнала из наружной среды внутрь клетки. Передача сигнала представляет собой цепь последовательных биохимических реакций. У данной молекулы поступление сигнала шло посредством фосфорилированием гистидина, т.е. присоединением к боковой цепи гистидина остатка фосфорной кислоты.

 

Рисунок 1: Изучаемый белок состоит из двух частей, одна пронизывает мембрану клетки насквозь, вторая часть представляет собой гибкую двухкомпонентную систему./ Tobias Pflüger et al./ Nature Communications.

 

Исследователями была выдвинута гипотеза, что обнаруженный двухкомпонентный белок является средством передачи внутрь клетки сигнала о наличии аммония во внеклеточной среде. Эта гипотеза была подтверждена в процессе исследования.

 

Ученые установили, что трансмембранная часть белка бактерии не имеет транспортных функции. Она не передает аммоний внутрь клетки, а сама соединяется с ним. На языке биологов, у нее появляются центры связывания высокой чувствительности. Соединение с аммонием в этих центрах приводит к изменению конфигурации белка в пространстве. Проще говоря, он начинает двигаться. Это изменение передается на гибко сочлененную с трансмембранной частью киназную часть и приводит к биохимической реакции - фосфорилированию аминокислотного остатка гистидина. Которая и является сигналом о присутствии аммония во внешней среде.

 

Пространственную структуру белков получают с помощью рассеяния рентгеновских лучей на молекулах исследуемого белка. Наиболее детальную информацию удается получить, если белок кристаллизовать, то есть уложить множество его молекул в кристаллическую решетку. Это приводит к радикальному усилению рассеянных лучей и более четкой картине. Однако, при работе с данным белком получение высококачественных кристаллов было существенно усложнено наличием гибкой двухкомпонентной системы. Внутренняя гибкость этого модульного белка оказалась серьезным препятствием для нахождения его структуры. Полную структуру удалось определить, лишь применив специальные математические подходы, разработанные в Институте математических проблем биологии для исследования структур плохо упорядоченных кристаллов.

 

Владимир Лунин, руководитель лаборатории кристаллографии макромолекул ИМПБ РАН: «Полученные кристаллы белка не позволяли определить структуру киназной части системы стандартными методами биологической кристаллографии. Мы применили математические методы, которые позволили распознать структуру и пространственную конфигурацию белка».

 
 

 

 

 

Волкова Алена Опубликовано в Наука   Теги ученые
Главное за сутки
Дроны "Джокер" заставили сдаться в плен роту ВСУ, заявил разработчик Дроны "Джокер" заставили сдаться в плен роту ВСУ, заявил разработчик Российские FPV-дроны "Джокер" в ходе спецоперации заставили сдаться в плен роту ВСУ, заявил РИА Новости гендиректор предприятия-разработчика данных беспилотников "Центр комплексных беспилотных решений" (ЦКБР) Дмитрий Кузякин. "Наверное, уже никто не…
Украина сообщила о повреждении ТЭС и ГЭС в центре и на западе страны Украина сообщила о повреждении ТЭС и ГЭС в центре и на западе страны Тепловые и гидроэлектростанции получили повреждения в центре и на западе Украины. Об этом сообщила компания "Укрэнерго" в Telegram-канале. "Получили повреждения тепловые и гидроэлектростанции в центральном и западном регионах", - говорится…
ВС Польши: авиацию подняли в небо из-за интенсивной активности России ВС Польши: авиацию подняли в небо из-за интенсивной активности России Польша и ее союзники подняли в воздух самолеты, назвав в качестве причины наблюдающуюся, по утверждению Варшавы, активность дальней авиации РФ. Об этом заявило Оперативное командование Вооруженных сил (ВС) Польши. "Предупреждаем,…
Интернет и СМИ
Читайте также
У женщин-викингов обнаружены интригующие модификации черепа У женщин-викингов обнаружены интригующие модификации черепа Недавнее исследование, опубликованное в Current Swedish Archaeology, углубляется в открытие трех женщин из Готланда эпохи викингов, которые перенесли удлинение черепа. Это исследование проливает свет на увлекательную традицию модификации тела, распространенную…
Ученые восстановили лицо женщины-«вампира» из Италии 16 века Ученые восстановили лицо женщины-«вампира» из Италии 16 века «Вампир» XVI века, похороненный с каменным кирпичом во рту, воскрес благодаря работе специалиста по реконструкции лица. Обнаруженную в братской могиле жертв чумы, давно умершую женщину, вероятно, подозревали в распространении болезни…
Ученые доказали: собаки знают больше слов, чем принято считать Ученые доказали: собаки знают больше слов, чем принято считать Раньше считалось, что собаки, обладая хорошими навыками запоминания команд, намного хуже знают обозначения предметов. Оказалось, что все же знают, понимают, но не слишком торопятся эти знания демонстрировать. Как сообщает журнал…
Тема дня
Пушки вместо масла: Запад активно милитаризируется под русофобскую истерию Пушки вместо масла: Запад активно милитаризируется под русофобскую истерию

Резонёрствующих русофобов на Западе становится тем больше, чем яснее просматривается крах киевского ...

Фото
Frontiers: собаки предчувствуют приступ ПТСР по запаху Frontiers: собаки предчувствуют приступ ПТСР по запаху

Учёные  Dalhousie University (Канада), на портале Frontiers, сообщают о новом исследовании, которое ...

Опрос

Введет ли Франция и/или другая европейская страна официально свои войска на территорию Украины?

 

Анекдот дня

О пользе русских народных сказок: учтя ошибку деда и бабы, хлеб стали выпекать кирпичиками.

Еще »
Комментарии для сайта Cackle
Мы на одноклассниках
 

 

МЫ ВКОНТАКТЕ

Свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-83392 от 07.06.2022, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи,

информационных технологий и массовых коммуникаций. При использовании, полном или частичном цитировании материалов

planet-today.ru активная гиперссылка обязательна. Мнения и взгляды авторов не всегда совпадают с точкой зрения редакции.

На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления

информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети "Интернет",

находящихся на территории Российской Федерации)".