Istraživači sa Univerziteta u Majncu i EMBL Hamburg predstavljaju novi pristup za određivanje oblika poremećenih proteina korišćenjem dve različite metode istovremeno u jednom uzorku. Njihovi nalazi su objavljeni u PNAS-u.
Proteini su neophodni za funkcionisanje našeg ljudskog tela. Postoje hiljade različitih proteina odgovornih za čitav niz različitih fizioloških aktivnosti i zadataka. Dok su neki od njih prisutni u našim telesnim ćelijama, drugi deluju kao enzimi u osnovnim metaboličkim procesima, služe kao hormoni ili imaju oblik antitela koja podržavaju naš imuni sistem.
Jednostavno rečeno, proteini se sastoje od dugih lanaca aminokiselina koji su organizovani u različite trodimenzionalne strukture. Postoji alfa heliks, na primer, gde se lanac aminokiselina uvija u desnu zavojnicu, i takozvani presavijeni beta-list proteini. Ove formacije određuju kako proteini interaguju sa drugim proteinima i zadatke koje preuzimaju.
Međutim, ne formiraju svi proteini uredan raspored. Oko 30% je u suštinski poremećenom stanju, što otežava utvrđivanje u kojoj meri lanci takvih proteina formiraju zamršene ili se protežu u okruženju kao što je vodeni rastvor nalik na ćeliju. Međutim, ovi aspekti su fundamentalni za njihovo ponašanje. Što protein postaje kompaktniji kada se izoluje u vodenom rastvoru, to će se lakše koagulirati sa drugim prisutnim proteinima i formirati grudvice.
Intrinzično poremećeni proteini često dovode do stvaranja amiloida. Kada se ove amiloidne proteinske strukture skupe u mozgu, ove naslage – takozvani plakovi – povećavaju rizik od razvoja Alchajmerove bolesti i drugih neurodegenerativnih poremećaja. Biofizičari su stoga posebno zainteresovani za veličine proteina u rastvoru.
„Ovaj faktor nam može reći o potencijalu agregacije proteina, što je ključni parametar u proceni verovatnoće da postane žrtva neurodegenerativne bolesti. A proces agregacije je ključni korak u formiranju plakova“, objasnio je profesor Edvard A. Lemke sa Instituta za molekularnu fiziologiju Univerziteta Johanes Gutenberg u Majncu (JGU), koji je i pomoćni direktor Instituta za molekule. Biologija (IMB).
Problem je u tome što postoje dve popularne metode koje se mogu koristiti za merenje ovog ključnog parametra i daju nedosledne rezultate. Jedna tehnika koristi fluorescenciju za merenje udaljenosti od kraja do kraja, tj. dužine proteinskog lanca od jednog kraja do drugog. S druge strane, korišćenjem rasejanja rendgenskih zraka pod malim uglom moguće je izmeriti veličinu upletenog proteina ili — tehnički rečeno — njegov radijus rotacije.
„Rezultati obe metode mogu se koristiti u prognostičke svrhe, ali nekompatibilnost rezultata znači da još uvek postoji neizvesnost u vezi sa ovim ključnim parametrom“, rekao je dr Dimitri Svergun, bivši vođa grupe u Evropskoj laboratoriji za molekularnu biologiju (EMBL) u Hamburg.
Tim istraživača je uspeo da reši ovu dilemu spajanjem hemijske biologije i metoda raspršivanja. Oni su kombinovali molekularno obeležavanje i tehnike anomalnog rasejanja kako bi istovremeno izmerili veličinu proteinskih nakupina i rastojanje od kraja do kraja u jednom uzorku. „Na ovaj način dobijamo rezultate za dva parametra i možemo proceniti na koji način su ova dva međusobno zavisna“, zaključio je Lemke.
Istraživači su bili u mogućnosti da izmere oba parametra od 2017. godine, ali samo u dva odvojena uzorka. Sada su uspeli da odrede ova dva parametra istovremeno u jednom uzorku.
