Группа учёных из Института Розалинд Франклин, Оксфордского университета и Diamond Light Source разработала инновационный метод, который позволяет визуализировать очень маленькие белки с помощью криоэлектронной микроскопии (крио-ЭМ). Результаты опубликованы в [Nature Chemical Biology](https://www.nature.com/articles/s41589-025-01972-7#Abs1).
Исследователи создали новые бифункциональные, биспецифические нанокаркасы, преодолев одну из самых больших проблем в этой области: визуализацию белков размером менее 50 кДа. Используя этот подход, команда определила структуру лизоцима яичного белка курицы — при массе всего 14 кДа это самый маленький белок, структура которого была разрешена с помощью крио-ЭМ.
Это достижение имеет большое значение, поскольку почти 75% кодирующих белок генов человека производят белки в этом небольшом диапазоне размеров. Многие из этих белков критически важны для функционирования клеток и играют ключевую роль в здоровье и болезнях.
В последние годы крио-ЭМ одиночных частиц стала основным методом определения структур белков. Одним из главных преимуществ этого метода является возможность показать молекулярные детали структур в почти нативном состоянии.
Однако визуализация малых белков оставалась сложной задачей из-за их низкого соотношения сигнал/шум, что затрудняет обработку данных при подборе частиц и выравнивании, что в конечном итоге приводило к реконструкциям с низким разрешением.
Новый нанокаркас решает эти проблемы с обработкой данных, связывая малые белки с концами бифункциональных, биспецифических нанокаркасов, что увеличивает видимый размер и придаёт им отчётливую геометрию.
«Это была самая большая проблема, с которой я когда-либо сталкивался, и это также был ценный опыт обучения на пути к тому, чтобы стать независимым исследователем. Этот новый метод имеет огромный потенциал для того, чтобы стать универсально применимым инструментом — не только в структурных исследованиях, но и во многих других областях, благодаря своим биспецифическим возможностям», — говорит соавтор исследования Ганшун Йи, постдокторант eBIC.
Профессор Бен Дэвис, научный директор Института Франклина и соавтор исследования, подчеркнул силу этого сотрудничества: «Это было замечательное органическое сотрудничество, которое выросло из параллелей между кристаллизацией и ковалентным улавливанием белков в растворе. Конъюгация боковой цепи с боковой цепью работала удивительно хорошо, и эффективность метода поразительна. Это захватывающий и прагматичный новый способ изучения белков».
Предоставлено Diamond Light Source.