«Покрасневший» белок поможет адресно доставлять антиоксиданты

0
37

Российские ученые совместно с коллегой из Германии исследовали, как свет влияет на фоточувствительный белок цианобактерий. Ученые выяснили, как оранжевый каротиноидный белок переходит в активную красную форму. Открытие биологов позволит понять, как адресно доставлять антиоксиданты в нужные части клетки. Результаты работы были опубликованы в журнале Scientific Reports.

Цианобактерии — это древнейшие микроорганизмы, которые способны к фотосинтезу с выделением кислорода. С помощью фотосинтеза эти микроорганизмы также производят органические молекулы из неорганических, таким образом обеспечивая себя питанием. Цианобактерии содержат оранжевый каротиноидный белок, который помогает им защищаться от света высокой интенсивности.

Ученые исследовали и описали последовательность реакций, происходящих в оранжевом каротиноидном белке при поглощении света. Авторы выяснили, как под действием света белок переходит из оранжевой формы в красную, которая считается его активным функциональным состоянием.

«Мы впервые показали, что скорости изменений спектральных характеристик каротиноида (органического пигмента) и белковой матрицы не совпадают на разных стадиях фотоцикла, и установили последовательность событий, происходящих с каротиноидом и ключевыми аминокислотными остатками в структуре белка», — рассказал один из авторов статьи, старший научный сотрудник лаборатории фотобиологии и биофотоники кафедры биофизики биологического факультета МГУ Евгений Максимов.

Благодаря этому ученые смогли описать свойства двух интермедиатов — промежуточных состояний, которые образуются в ходе фотоцикла оранжевого каротиноидного белка, и предложить новую модель фотоциклических переходов.

Результаты проведенного исследования позволят ученым лучше понять, как цианобактерии адаптируются к изменяющимся условиям окружающей среды, а также решить ряд важных для человека задач. Оранжевый каротиноидный белок — это модульная конструкция, с помощью которой можно переносить молекулу каротиноида из мембраны в белок и, соответственно, адресно доставлять антиоксиданты в те части клетки, которые требуют защиты от активных форм кислорода. Это уникальное свойство белка делает молекулу гидрофобного каротиноида «водорастворимой» и подвижной. Это может быть использовано для решения ряда биомедицинских задач, связанных с применением антиоксидантов.