Платим блогерам
Блоги
amv212
Она не участвует в размножении вируса, но играет важную роль в круговороте углерода.

реклама

Как сообщает портал Phys.org, эксперты из Национальной ускорительной лаборатории SLAC (штат Калифорния) впервые обнаружили ген, который может дать представление о взаимодействии, происходящем между организмами в почве. Кроме того, они выяснили почему в вирусах присутствуют гены, которые не являются необходимыми для их выживания.

Ученый изучает образец почвы. megaflopp/iStock

реклама

В во всех уголках нашей планеты даже самые обедненные участки почвы содержат миллиарды микроорганизмов, таких как бактерии, вирусы и грибы. Они постоянно взаимодействуют друг с другом и обеспечивают циркуляцию необходимых молекул и питательных веществ, поддерживая почву в здоровом состоянии. Среди них есть вирусы, в которых присутствуют гены, необходимые для выполнения подобных функций, но не требующиеся для их репликации. Такие участки РНК называются генами вспомогательного метаболизма (AMG).

Исследование полипептидов AMG: В поисках полезных функций

Работа AMG еще полностью не изучена, поэтому ученые задались вопросом, играют ли они какую-то роль в круговороте углерода. Чтобы выяснить это, сотрудники лаборатории SLAC просканировали рентгеновскими лучами кристаллизованный образец полипептида, кодируемого одним из генов AMG. Рентгеновская кристаллография позволила выявить молекулярную структуру белка, которая затем была использована для определения его функционала.

"Нам удалось подробно разглядеть строение молекулы вирусного белка, что помогло разобраться, в большинстве его функций", - рассказывает Клайд Смит, руководитель исследовательской лабораторииStanford Synchrotron Radiation Lightsource's (SSRL) в SLAC. "Нас буквально поразило, что этот полипептид похож на известные атомные структуры родственных бактериальных и грибковых ферментов и в то же время включает абсолютно новые элементы".

Для определения структуры нового энзима ученым пришлось сделать более 5 000 рентгеновских снимков, а затем собрать их воедино. Беспрецедентное качество снимков новой молекулы помогли исследователям определить потенциальный механизм функционирования фермента.

Кристаллы продукта AMG почвенного вируса (хитозаназы) при 400-кратном увеличении. Отдельные кристаллы были подвергнуты криоохлаждению в жидком азоте перед тем, как попасть под мощные рентгеновские лучи SSRL для анализа структуры. Credit: Clyde Smith/SLAC National Accelerator Laboratory

Что делает белок?

Белок AMG, изучаемый исследователями, называется хитозаназа, что в переводе с латинского означает фермент, расщепляющий хитин. Входящий в состав клеточных стенок большинства грибов, а также экзоскелета насекомых, хитин является вторым по распространенности углеродным биополимером на планете. Первый - целлюлоза. Белок AMG участвует в почвенном расщеплении хитина.

На основании анализа полученных изображений и генной последовательности белка, исследователи идентифицировали его как белок, относящийся к группе ферментов, расщепляющих углеводы. Новый полипептид получил название гликозил-гидролаза GH45. Однако сходство между хитозаназой и GH45 было невелико. Некоторые фрагменты, семейства GH45, не были похожи ни на один другой фермент, обнаруженный ранее.

"В составе данного энзима существуют фрагменты, которые представляют собой нечто совершенно новое и необычное. Именно это и интересно для меня как для микробиолога - увидеть то, чего мы раньше не видели, а затем попытаться понять, в чем может заключаться его ключевая задача", - отметил Смит в своем пресс-релизе.

Таким образом, перед исследователями открываются новые возможности для определения функционирования белка и его потенциальной роли в круговороте веществ в почве. Это также позволит более детально изучить роль AMG и их взаимодействие с различными видами почвенных организмов".

Результаты этих исследований были опубликованы в научном издании Nature Communications.

Источники: Journal Nature Communications, Phys.org

1. (https://www.nature.com/articles/s41467-022-32993-8)

2. (https://phys.org/news/2022-09-mysterious-soil-virus-gene.html)

3
Показать комментарии (3)

Популярные новости

Сейчас обсуждают