Как подъемный кран оригами, протеин должен подвергнуться серии тонких откидных подножек прежде, чем уладить в правильную форму. Для исследователей, стремящихся выпускать серийно недавно обнаруженный протеин, жар в темноте, протеин, изолированный от медузы, может помочь им сказать, сделал ли их целевой протеин верные шаги. Метод, описанный в Биотехнологии Природы этого месяца, может помочь ученым эффективно определить структуру и функцию десятков тысяч неизвестных протеинов, найденных в исследованиях генома.
Для производства достаточно больших количеств протеина для экспериментов исследователи, как правило, вставляют ДНК, кодирующую протеин в кишечную палочку бактерий, превращая его в фабрику протеина. Но некоторые протеины сокрушают сворачивающее протеин машинное оборудование бактерии и становятся нерастворимой глыбой misfolded молекул. «Вместо правильно свернутых протеинов Вы получаете яичницу-болтунью», говорит биохимик Джонатан Кинг из Массачусетского технологического института. И если функция протеина является неизвестной или трудной измериться в пробирке, может быть почти невозможно сказать, свернулся ли протеин правильно – т.е. как это имело бы в организме, из которого это прибыло.
Молекулярный биолог Джеффри Уолдо Лос-Аламоса Национальная Лаборатория в Нью-Мексико и его коллеги нашел путь вокруг проблемы. Они приложили ген для протеина, названного зеленым флуоресцентным протеином (GFP), первоначально изолированным от медузы Aequorea victoria, к заключительным частям генов для 20 относительно неизвестных протеинов, которые они пытались произвести в E. coli. Они нашли, что яркость GFP под люминесцентной лампой соответствовала близко проценту растворимого протеина. Очевидно, когда первый протеин misfolds, GFP запутан также и не принимает форму, позволяющую ему пылать, говорят исследователи. Когда E. coli фабрики протеина пылают ярко-зелеными – сигнализация правильно свернутого GFP – маловероятно, что протеин имеет misfolded, говорит Уолдо.
Бригада также использовала метод для идентификации малых мутаций, помогших протеину с сильной тенденцией к misfold в E. coli, находят его правильную форму более легко. Они сознательно вызвали случайные мутации в гене и затем использовали их новый метод флуоресценции для идентификации протеина, свернувшегося лучше всего. Легко сворачивающийся вариант был все еще активен.
Быстро идентификация таких вариантов позволит ученым эффективно производить большие количества правильно свернутого протеина для структурных исследований, говорит Король. И от структуры протеина, он добавляет, ученые могут высказать рациональные предположения о ее функции.