Химики Нортвестернского университета используют гибкую ДНК для создания атомарно упорядоченных белковых кристаллов
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Химики из Нортвестернского университета используют гибкую ДНК в качестве программируемой основы для сборки белков в кристаллы с атомарным порядком, опровергая устоявшееся мнение, что гибкие строительные блоки не могут образовывать упорядоченные структуры. Метод, описанный в Science Advances, заменяет метод проб и ошибок целенаправленным дизайном, обеспечивая точный контроль над кристаллизацией белка. Полученные кристаллы необычайно мягкие и гибкие, но сохраняют высокую структурную упорядоченность, необходимую для рентгеновской кристаллографии.
Метод на основе ДНК
Химики из Нортвестернского университета под руководством Чэда Миркина использовали гибкие нити ДНК как программируемый каркас и молекулярный клей для управляемой сборки белков в кристаллы. Запрограммировав определённые последовательности ДНК, они добились точного контроля над соединением белков, получив кристаллы дифракционного качества. Исследование опубликовано в журнале Science Advances, его первым автором выступил аспирант Чжэньюй Хань, работавший в лаборатории Миркина. Миркин, профессор в области химии, медицины и инженерии, также является директором-основателем Международного института нанотехнологий.
Опровержение устоявшихся представлений
На протяжении десятилетий учёные полагали, что гибкие строительные блоки не способны образовывать кристаллы с атомарной упорядоченностью, и опирались на жёсткие структуры. Команда из Нортвестерна опровергла это предположение, показав, что гибкость ДНК позволяет получать высокоупорядоченные структуры. Полученные кристаллы остаются необычайно мягкими и податливыми, но при этом демонстрируют атомарную периодичность, критически важную для рентгеновской кристаллографии. Этот прорыв упрощает одну из самых сложных задач структурной биологии — определение структуры белков — заменяя метод проб и ошибок целенаправленным дизайном.
Последствия для разработки лекарств и материалов
Возможность целенаправленно определять структуры белков может ускорить поиск новых лекарств, выявляя новые молекулярные мишени и позволяя разрабатывать адресные препараты. За пределами биологии метод способен породить новое поколение гибких, программируемых биоматериалов для биосенсорики, доставки лекарств, биоэлектроники и мягкой робототехники. Миркин подчеркнул, что когда учёные намеренно задают белковые структуры, они получают мощные знания о молекулярном распознавании, катализе и взаимодействиях с живыми системами.
Что дальше
Команда из Нортвестерна планирует расширить метод на основе ДНК на более широкий спектр белков. Остаётся неясным, как мягкие кристаллы поведут себя в практических приложениях, таких как биоэлектроника или имплантируемые устройства.
1 источник
Химики Нортвестернского университета используют гибкую ДНК для создания атомарно упорядоченных белковых кристаллов
