Les chercheurs de l'Université d'État de Portland ont utilisé la microscopie électronique avancée pour créer une reconstruction 3D d'une protéine membranaire à un niveau de résolution sans précédent, ouvrant la voie au développement de médicaments qui pourraient cibler la protéine plus efficacement pour traiter une variété de maladies.
Le Reichow Lab, dirigé par le professeur de chimie Steve Reichow et composé d'étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs, utilise la microscopie cryoélectronique (cryo-EM) et la modélisation informatique pour visualiser comment les protéines individuelles des cellules interagissent et fonctionnent au niveau moléculaire.
Le Reichow Lab s'intéresse particulièrement à une classe de protéines appelées protéines membranaires. Les protéines membranaires sont essentielles pour que les cellules communiquent entre elles et sont la cible de 50% des médicaments pharmaceutiques, a déclaré Reichow.
L'objectif de cette recherche était la connexine-46/50, deux protéines du cristallin qui forment des voies de communication de cellule à cellule.
Le groupe a utilisé la technologie des nanodisques lipidiques pour ramener les protéines dans leur environnement membranaire natif, ce qui leur a permis d'imager la protéine à une résolution remarquablement élevée de 1,9 angström (un angström équivaut à un 100 millionième de centimètre).
Le groupe a été le premier à imager une protéine membranaire inférieure à 2,0 angström en utilisant la cryo-EM, qui a momentanément établi un record du monde pour cette technologie.
Reichow a déclaré qu'une résolution inférieure à 2,0 angström est la précision souhaitée pour la conception de médicaments basée sur la structure, qui utilise le détail au niveau atomique d'une structure 3D pour concevoir de nouveaux agents thérapeutiques par ordinateur.
La haute résolution a fourni un nouvel aperçu de la façon dont ce groupe de protéines membranaires interagit avec leur environnement lipidique natif et leur a permis de voir près de 400 molécules d'eau, qui jouent un rôle important dans la structure et la fonction des protéines.
Les médicaments utilisent l'eau pour prolonger leur interaction avec les protéines. Les fabricants de médicaments manquent une grande pièce du puzzle s'ils ne savent pas où se trouvent les molécules d'eau.
Steve Reichow, professeur de chimie, Portland State University
La structure 3D a également montré que le Cx46 / 50 a un effet à longue portée sur la stabilité et les propriétés biophysiques de la membrane du cristallin, ouvrant de nouvelles portes pour une exploration continue du fonctionnement de ces canaux dans leur environnement natif.
La source:
Université d'État de Portland
Référence du journal:
Flores, J. A., et al. (2020) Connexine-46/50 dans un environnement lipidique dynamique résolu par CryoEM à 1,9 Å. Communications de la nature. est ce que je.
