Les protéines sont énormes molécules contenant des centaines de milliers d'atomes qui adoptent une structure unique en trois dimensions, de mettre des groupes chimiques dans juste le bon endroit pour catalyser des réactions ou de construire des structures cellulaires.

Comme tous ces atomes ne peuvent pas trouver la bonne position, le soi-disant problème de pliage, biologistes moléculaires fascinés depuis les premières structures ont été observés en 1950. En outre, le pliage a des implications médicales importantes parce que la plupart des défauts génétiques provoquent un mauvais repliement.



Environ un tiers de toutes les protéines flotter autour de la membrane cellulaire, où les produits chimiques assurent obtiennent à droite dans la cellule dans les bonnes quantités. Les protéines membranaires fournissent également des liens vers des informations clés entre la cellule et son environnement. En fait, la majorité des médicaments de cibler des protéines membranaires.

Cependant, le repliement des protéines membranaires a été particulièrement difficile à étudier et a rarement été étudié dans des environnements naturels, laissant le processus de pliage pour une grande partie des protéines de l'univers encore largement entourée de mystère.

Pinces magnétiques

Maintenant, une équipe de recherche dirigée par Yoon Tae-Young du Département de physique, Institut supérieur coréen de science et de technologie et James Bowie U. Département de chimie et de biochimie à l'Université de Californie, Los Angeles, a rapporté une nouvelle méthode pour manipuler le pliage de protéines de la membrane dans une membrane en utilisant un outil appelé pinces magnétiques.

Les chercheurs première attaque le long de l'ADN poignées aux extrémités de la protéine. Une poignée est fixée à une surface de verre et l'autre à une bille magnétique.

Utilisant un aimant, vous pouvez saisir et tirer la substance protéique, ce qui conduit à se dérouler. Jouer avec le talon attaché à la protéine, vous pouvez forcer la protéine à se déployer ou de laisser tomber en arrière, et regarder tout le fruit du suivi 3D de bille magnétique.

Avec cette nouvelle stratégie, ils étaient en mesure de cartographier quantitativement paysage pliage énergie, vitesse, flexion cinétique et intermédiaires de repliement d'une protéine de la membrane dans une membrane pour la première fois.

«Je rêvais de cette expérience pendant une décennie. Pour voir le travail si bien est très gratifiant», a déclaré le Dr Bowie.

Atomes de pliage coopérative

Une des plus grandes surprises de l'étude était que pratiquement tous les atomes de protéines sautent dans la structure correcte ensemble.

Les chercheurs prédisent que la structure de la protéine serait ainsi plus fragmenté, avec les différentes parties de la structure de formation séparément, mais ce ne fut pas le cas. Et «il possible que la nature a évolué comme un processus de pliage lisse, très coopérative pour éviter formes partiellement pliées qui pourraient causer des ennuis dans la membrane de la cellule bondée.

D'autre part, la coopérative de pliage vu ici ne pouvait pas être appliquée à d'autres protéines membranaires.

"Nous devons regarder plus de protéines. La technique développée ici pourrait permettre de faire exactement cela", a déclaré le Dr Yoon.

La seule technique de manipulation mécanique molécule pourrait permettre le pliage des études détaillées de nombreuses autres protéines membranaires. Un obstacle majeur à l'étude des protéines membranaires auparavant que les protéines ont tendance à coller ensemble et de se coincer, comme les cordes d'ordinateurs situés dans vos pieds ont tendance à le faire.

Avec technique de pinces utilisée dans ce travail, les câbles de protéines sont tenus à l'écart des autres câbles de sorte qu'ils ne peuvent pas se noués. Il est à espérer que la nouvelle approche permettra d'ouvrir une partie importante des protéines de contrôle de l'univers, y compris de nombreuses protéines mal repliées devenir dans les états pathologiques.

Duyoung Min, Robert E Jefferson, James Bowie U, Tae-Young Yoon
Cartographie du paysage de l'énergie pour la seconde étape de pliage d'une seule protéine de membrane
Nature Chemical Biology, 2015;