Учени успяха да разшифроват структурата на молекулата, отговаряща за гъвкавостта на живите тъкани

Способността на живите тъкани да се разширяват, разпъват, свиват и огъват се дължи на протеинова молекула, наречена тропоеластин. За първи път изследователи успяха да разкодират молекулярната й структура, както и какво може да се обърка в нея, за да се породят различни генетични заболявания.

Забележително е, че тропоеластинът може да се разтегли до 8 пъти повече от собствената си дължина и винаги се връща обратно до първоначалния си размер. Той е прекурсорната (първична, изходна) молекула на еластина, която заедно със структурите, наречени микрофибрили, е ключът към гъвкавостта на тъкани като кожа, бели дробове и кръвоносни съдове.

Молекулата на тропоеластина е много сложна, съставена е от 698 аминокиселини в последователност и изпълнена с разбъркани участъци. Поради тази причина разкриването на нейната структура е голямо предизвикателство за учените. За да разберат тайните й, международен екип от изследователи използвал комбинация от молекулярно моделиране и експериментално наблюдение, за да изградят атом по атом структурната картина на молекулата. „Традиционните методи за характеризиране са недостатъчни за декодирането й, защото тя е много огромна, хаотична и динамична“, казва Анна Тараканова от екипа.

Проучването показало как някои различни, причиняващи заболявания мутации в един ген, който контролира образуването на тропоеластин, променят твърдостта и динамичните реакции на молекулата. Откритието може да помогне при проектирането на лечения или при противодействието на подобни състояния.

В допълнение към придаването на еластичност молекулата играе ключова роля в клетъчната сигнализация и в клетъчната адхезия, засягайки процесите, които се задвижват от взаимодействия със специфични последователности в молекулата. Също така изследването разглежда характерни промени в молекулата на тропоеластина, причинени от мутации, които са свързани с такива заболявания като кутис лакса например, при които кожата няма еластичност и виси свободно.

Учените са на мнение, че разшифроването на структурата на молекулата е важно не само за контекста на заболяванията, но и може да позволи да се приложат знанията за този биоматериал в синтетични полимери. Те могат да бъдат проектирани да отговарят на определени инженерни потребности.

По статията работи: Ирина Тенева
Източник: sciencedaily.com
Снимка: pnas.org