Учёные раскрыли новые принципы работы мембранных белков

Чтобы понять роль распространённого атомного паттерна в мембранных белках, учёные из Scripps Research создали синтетические белки, которые стабильнее и легче изучать в лаборатории. На изображении показаны природные строительные блоки (слева и в центре) и «дизайнерский» белок учёных (справа). Автор: Марко Мравич, Scripps Research

Учёные из Scripps Research разработали новую компьютерную стратегию для понимания работы мембранных белков на атомном уровне. Исследование, опубликованное 7 октября 2025 года в PNAS, показало, как созданные синтетические белки помогают раскрыть структурные основы их стабильности.

Мембранные белки играют ключевую роль в транспорте веществ, передаче сигналов и других клеточных процессах. Их нарушение работы может вызывать серьёзные заболевания, включая рак, что делает их важными мишенями для лекарств. Однако изучение этих белков затруднено из-за их расположения в липидной мембране клетки.

«Миллиарды долларов в год тратятся на создание молекул, нацеленных на мембранные белки, но чтобы модулировать эти белки, нужно сначала понять, как они работают», — говорит старший автор Марко Мравич.

Исследователи сосредоточились на распространённом мотиве Gly-X6-Gly, где маленькая аминокислота повторяется каждые семь аминокислот в белковых цепях. Они предположили, что эти мотивы создают «липкие участки», помогающие спиралям белка связываться друг с другом.

С помощью компьютерной программы команда разработала оптимизированные синтетические мембранные белки с повышенной стабильностью. Лабораторные испытания подтвердили, что белки складываются как предсказано, а некоторые оставались стабильными даже в кипящих условиях.

«Мы обнаружили, что стабильность мотива обусловлена необычным типом водородной связи, которая обычно очень слаба, но при повторении мотива все эти слабые связи суммируются, создавая очень стабильное взаимодействие», — объясняет первый автор Киана Голден.

Это открытие поможет учёным лучше понимать генетические мутации, вызывающие заболевания, и разрабатывать более эффективные терапии, напрямую нацеленные на мембранные белки.