МОСКВА, 30 мая. /ТАСС/. Молекулярные биологи из России и зарубежных стран раскрыли принципы работы бактериальных белков протеородопсинов, которые морские микробы и водоросли используют для поглощения света и перекачки ионов водорода. Эти данные помогут ученым раскрыть роль этих "ионных насосов" в жизни самых небольших обитателей морей, сообщил Центр научной коммуникации МФТИ.

"Нам удалось расшифровать структуру этого "насоса" в невероятных подробностях, в том числе очень хорошо рассмотреть положения атомов в канале переноса протона. Оказалось, что в процессе транспорта ионов активный сайт белка попеременно доступен то из цитоплазмы, то из внеклеточного пространства, что объясняет действие белка", - пояснил старший научный сотрудник МФТИ Иван Гущин, чьи слова приводит Центр научной коммуникации вуза.

Как отмечают ученые, большое число морских микробов и водорослей используют светочувствительные белки из класса протеородопсинов для "перекачки" протонов из цитоплазмы клеток во внешнюю среду. Несмотря на то, что эти белки предположительно играют важную роль в жизни фитопланктона и микробов, их жизненная функция и механизмы транспорта ионов водорода с помощью протеородопсинов оставались не вполне ясными для биологов.

Российские молекулярные биологи и их зарубежные коллеги сделали большой шаг к получению ответов на все эти вопросы в ходе изучения структуры белка MAR, который используется морскими актинобактериями вида Actinomarina minuta для перекачки протонов. Данный пептид привлек внимание исследователей тем, что он одновременно является типичным представителем широкого класса микробных родопсинов, и при этом он содержит в себе всего 220 аминокислот, что облегчает его изучение.

Для раскрытия механизмов его работы исследователи подготовили кристаллы из нескольких разных вариантов белка MAR, резко заморозили их и просветили их при помощи европейского синхротрона ESRF, установленного во французском Гренобле. Это позволило ученым проследить за тем, как меняется трехмерная структура данного белка в процессе прокачки протонов и на атомном уровне изучить все ключевые стадии его рабочего цикла.

Эти замеры помогли ученым выявить ключевые звенья в структуре MAR, участвующие в процессе поглощения частиц света и перекачки протонов, а также раскрыть механизм транспортировки ионов водорода через данный белковый "насос". Схожим образом, как считают исследователи, работают другие белки-родопсины, чье изучение при помощи методов рентгеновской и нейтронной кристаллографии поможет проверить данную гипотезу, подытожили биологи.