В первой статье рубрики «Места» мы расскажем, как сотрудники самой крупной ЯМР-лаборатории к востоку от Праги и к западу от Сеула (то есть, в Москве, в Институте биоорганической химии РАН) создают изотопно-меченные биомолекулы, изучают мембранные белки, нейротоксины и люциферины, горят на работе и даже свадьбу справляют возле спектрометра.

Животные воспринимают свет и реагируют на различные физические и химические сигналы с помощью интегральных белков клеточной мембраны, принадлежащих к семейству G-белоксопряжённыхрецепторов. Под действием этих сигналов рецептор «переключается» из неактивной формы в активированную, способную связывать G-белок и инициализировать внутриклеточные биохимические каскады. Менее десяти лет назад учёным удалось расшифровать пространственное строение одного из таких рецепторов — родопсина, — однако эта структура соответствовала неактивной форме белкá и не могла дать информации об активации рецептора. Недавно, после массы затраченных усилий, учёным удалось получить структуру активной формы родопсина и приблизиться, наконец, к пониманию молекулярных основ перехода рецепторов в активную форму.

История употребления алкогольных напитков и табака насчитывает многие сотни лет, — так же как и связанные с этим проблемы физического и психического здоровья. Давно отмечено, что сила вырабатывающихся пагубных привычек к алкоголю и табаку неодинакова у разных людей, и, по-видимому, частично определяется наследственностью. Генетические исследования физиологических эффектов этанола и никотина уже проливают немного света на механизмы возникновения и наследования пристрастий — в частности, речь пойдёт о дозовом эффекте этанола и ноотропном действии никотина.

Фолдинг — физический процесс пространственной укладки биополимеров — одна из наиболее актуальных проблем современной физико-химической биологии. До сих пор никому ещё не удавалось проследить за сворачиванием одной-единственной молекулы в реальном времени. И вот, исследователи из Стэнфорда сконструировали оригинальный молекулярный манипулятор, позволивший им «растянуть» молекулу мРНК, содержащую аденин-чувствительный рибоселектор (riboswitch), и дать ей свернуться вновь. Анализ «профилей сил», возникающих при таком растягивании, позволил впервые «увидеть» последовательные стадии фолдинга молекулы и даже отследить событие связывания аденина этой мРНК.

Заболевания амилоидной природы — группа в основном неизлечимых прогрессирующих нейродегенеративных расстройств, включающая болезни Альцгеймера, Паркинсона и прионные заболевания. Молекулярный механизм этих болезней связывают со спонтанной пространственной перестройкой определённого белка (специфичного для каждого заболевания), придающей ему способность к полимеризации и образованию макромолекулярных фибрилл, токсичных для нервных клеток. Учёным из Чикаго удалось показать, что патогенным действием в болезни Альцгеймера обладают не только сами внутриклеточные фибриллы, но и предшествующие им сферические агрегаты, молекулы β-амилоидного пептида (Aβ) в которых имеют весьма схожую упаковку с фибрилло-образующими формами. β-структурные элементы, обнаруженные в этих молекулах, могут оказаться определяющим фактором для приобретения пептидом токсического действия.

Любая клетка имеет мембрану, состоящую из двойного слоя липидов со встроенными в него белками. Разумеется, клетка должна обмениваться с окружающей средой сигналами и веществами. Малые молекулы просто диффундируют через мембрану или проникают через особые белковые каналы. Но как быть с более крупными молекулами — например, с небольшими белками? Для этого существует специальный путь — эндоцитоз. В общем случае его схема выглядит так: от клеточной мембраны отпочковывается пузырёк (везикула), переносящая вещество; далее везикула сливается с лизосомами, ферменты которых расщепляют ее содержимое. Но эндоцитоз может идти и другим путём — посредством структур, известных как кавеолы. Именно им и будет посвящена наша статья.