Ученые выяснили, как бактериальный фермент в форме кольца эффективно разрушает «резиновый» коллаген. Исследование ферментации сверхпрочного белка открывая путь к новым медицинским технологиям.
Ученые из США и Японии раскрыли, как бактерии справляются с одной из самых прочных структур в организме — коллагеном. Исследование показало, что ключевую роль играет фермент с молекулой необычной формы, напоминающей пончик или бублик. Фермент буквально «разматывает» белок и разрезает его на части. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.
Как работает «фермент-пончик»
Коллаген — это белок, формирующий основу соединительных тканей. Он обеспечивает эластичность и упругость кожи, силу мышц, гибкость связок и хрящей. Его прочность обеспечивается тремя спирально закрученными цепочками, из-за чего он плохо поддается разрушению обычными ферментами.
Однако некоторые бактерии вырабатывают особый фермент — коллагеназу. Международная команда исследователей установила, что это вещество образует кольцевую структуру, которая «раскрывается», захватывает тройную спираль коллагена, разделяет ее на отдельные нити и постепенно перемещается вдоль молекулы, разрезая ее шаг за шагом.
Такой механизм называют процессивным: фермент не просто делает один разрез, а непрерывно «идет» по белку, эффективно разрушая его структуру. Авторы сравнили коллагеназу с храповиком — зубчатым механизмом, который обеспечивает одностороннюю протяжку приводного элемента в технике.
Коллаген с тройной спиралью развился примерно миллиард лет назад и сыграл ключевую роль в формировании многоклеточных организмов. Плотно скрученная структура защищает пептидные связи белка от легкого разрушения энзимами. Бактериям потребовались сотни миллионов лет, чтобы выработать «ключик» к ферментации коллагена.
Источник: hi-tech.mail.ru