Лазерный пинцет позволил измерить силу взаимодействия белков

Американские ученые измерили силу взаимодействия между двумя белками, используя молекулярный пинцет из пучков света. С помощью созданного ими инструмента они оттягивали два индивидуальных белка друг от друга.

В качестве объекта исследования Мэттью Лэнг (Matthew Lang) из Массачусетсткого технологического института и его коллеги выбрали актин-связывающие белки альфа-актинин и филамин. Актин - глобулярный мышечный белок, отдельные молекулы которого соединяются в длинные цепи. Две цепи переплетаются между собой, образуя спираль. Такая форма актина, получившее название F-актин, является важным компонентом клеточного скелета. Белки, связывающиеся с актином, могут обеспечивать передвижение компонентов внутри клетки или движение самой клетки.

Чтобы определить, с какой силой альфа-актинин и филамин связаны с актином, исследователи выбрали две нити актина, соединенные между собой актин-связывающими белками. Одну из нитей ученые закрепили на неподвижной подложке, а вторую присоединили к полимерной грануле, которую мог захватывать пинцет. С его помощью ученые тянули за свободную нить до тех пор, пока связь между актин-связывающим белком и актином не разрывалась. Измерив приложенное усилие, они определили силу связывания. Проведя несколько экспериментов, исследователи выяснили, что для разрыва связей между белками необходимо приложить силу от 40 до 80 пиконьютонов. Ньютон - сила, которая сообщает телу массой один килограмм ускорение, равное одному метру на секунду в квадрате. Один пиконьютон равен 10х-12 ньютонов.

Молекулярные пинцеты из лазерных лучей широко применяются в современных исследованиях. Их технологии постоянно совершенствуются. Так, в одном из последних номеров журнала Nature была опубликована статья, авторы которой доложили о создании светового пинцета, который позволяет добиться повышенной точности “захвата”. До сих пор она была ограничена дифракционным пределом - минимально возможным размером светового пятна, которое можно получить, фокусируя электромагнитное излучение (свет) заданной длины волны в среде с определенным показателем преломления.