Использование графена позволило ученым сделать снимки молекул различных белков

Молекула белка


Вы подумали бы несколько раз, прежде чем сделать селфи-снимок, если бы вспышка камеры была бы достаточно яркой для того, чтобы сжечь поверхность вашей кожи. Ученые-биологи постоянно сталкиваются с подобной проблемой в попытках изучения структуры молекул различных белков, ведь большинство современных методов съемки способно разрушить эти молекулы. И лишь недавно, при помощи графена, формы углерода одноатомной толщины, ученые получили возможность сделать первые снимки молекул некоторых белков.

Изображения молекул белков позволяют ученым лучше понять их структуру и функции. Эти знания используются при лечении некоторых заболеваний, вызванных неправильным функционированием некоторых белков, к примеру, болезни Альцгеймера. Но современные методы съемки, такие, как рентгеновская кристаллография и криоэлектронная микроскопия, полагаются на данные усреднения миллионов снимков молекул, что дает достаточно "расплывчатые" результаты.

Усреднение данных необходимо из-за того, что освещение молекул рентгеновскими лучами или потоками высокоэнергетических электронов разрывает химические связи между атомами молекул и вызывает повреждения этих молекул. Это, в свою очередь, не позволяет получить полную картину за один раз, кроме этого, очень трудно удержать одну единственную молекулу в неподвижности достаточно долго для того, чтобы произвести полную съемку ее структуры. Однако, Жан-Николас Лонгчамп (Jean-Nicolas Longchamp) и его коллеги из университета Цюриха, Швейцария, придумали новый способ, позволяющий обойти все вышеперечисленные ограничения.

Для проведения съемки раствор, содержащий белок, распыляется над поверхностью листа графена. Растворитель испаряется и на поверхности графена остаются лишь молекулы белка. Затем графеновая пленка помещается под объектив электронного голографического микроскопа, который, используя взаимодействие между его электронами и электронами молекулы, производит изображение молекулы.

Молекулы белков


В этом виде электронного микроскопа используются низкоэнергетические электроны, которые не производят повреждений структуры молекулы. Ранее использованию этого инструмента для подобных целей мешало то, что такие электроны не могут беспрепятственно проходить сквозь образец, основание на котором он находится и достигать датчика микроскопа. "В оптической микроскопии для этого используют прозрачные предметные стекла, пропускающие свет практически без искажений. А для электронной микроскопии мы впервые использовали тонкий графен" - рассказывает Жан-Николас Лонгчамп, - "Основание из графена настолько тонко, что даже самые низкоэнергетические электроны проходят беспрепятственно сквозь него".

Используя новый метод, ученые сделали снимки молекул нескольких видов известных белков, таких, как гемоглобин, которые имеют размеры в несколько нанометров. Полученные снимки достаточно точно совпадают с молекулярными моделями и с данными, полученными при помощи рентгеновской кристаллографии.

Проверив работоспособность новой технологии съемки на известных молекулах, ученые в самом ближайшем времени собираются сделать снимки тех молекул, которые невозможно получить любыми другими способами. И полученные данные можно будет использовать в разработке новых методов лечения некоторых видов заболеваний. "Существует некоторое количество болезней, которые связаны с неправильной структурой и функциями определенных белков" - рассказывает Жан-Николас Лонгчамп, - "Наш новый метод съемки позволит определить различия в структуре "здоровых" и "больных" белков и, возможно, определить эффективные методы лечения".




Ключевые слова:
Снимок, Молекула, Белок, Электрон, Рентген, Микроскоп, Структура, Графен, Энергия

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Электронная микроскопия добирается до разрешающей способности уровня отдель ...
  • Ученые сделали первые в истории снимки превращений сложных молекул во время ...
  • Впервые в истории получены снимки, показывающие перемещения атомов внутри м ...
  • Рентгеновский лазер высветил чудеса микромира.
  • Создана база данных MoDEL - самая большая в мире база белков и протеинов.




  • Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.