Entre las primeras células del sistema inmune a responder a los microorganismos que invaden nuestro cuerpo están los neutrophils. Aunque los neutrophils se consideran el “good guys” en tales circunstancias, también contribuyen a la inflamación crónica noninfectious que es la base de varias enfermedades, incluyendo enfermedades autoinmunes tales como artritis reumatoide. Un mecanismo por el cual los neutrophils nos protegen es internar microorganismos y destruirlos que usan las proteínas conocidas como proteases del serine del neutrophil (NSPs), pero si NSPs tiene un papel en la inflamación crónica noninfectious no se ha determinado claramente. Sin embargo, usando los ratones que faltaban dos NSPs muy similar, PR3 y el NE, un equipo de investigadores en el Ma'ximo-Planck-Instituto de la neurobiología, Alemania, ahora han mostrado que estos dos NSPs tienen un papel crucial en una forma de inflamación crónica noninfectious. El análisis detallado reveló que PR3 y el NE destruyen una molécula antiinflamatoria conocida como PGRN y en esta ayuda de la manera para promover la inflamación en ausencia de microorganismos invasores. Los autores por lo tanto sugieren que estos datos proporcionen al análisis razonado para considerar los inhibidores de NSPs como drogas antiinflamatorias.

Una molécula pequeña que bloquea una enzima esencial en una forma inactiva podría forma día la base de una nueva clase de antibióticos unbeatable, species-specific, según investigadores en el centro del cáncer de la persecución del zorro.

Sus resultados, destacados en la cubierta de la aplicación de junio del 23 la química y la biología del diario, se aprovechan de un cuerpo que emerge de la ciencia con respecto a “morpheeins” - proteínas hechas de los componentes individuales que son capaces espontáneamente de configurarse de nuevo en diversas dimensiones de una variable dentro de las células vivas.

Los investigadores descubrieron una molécula pequeña, que han nombrado morphlock-1, los lazos la forma inactiva de una proteína conocida como synthase del porphobilinogen (PBGS), una enzima usada por casi todas las formas de vida celular. La forma de funcionamiento de PBGS se construye a partir de ocho piezas idénticas - en qué se llama una configuración del octamer - y es esencial entre casi todas las formas de vida en los procesos que permiten a las células utilizar energía. La otra configuración se hace de seis porciones - o una configuración del hexamer - y sirve como “standby” modo para la proteína.

“As que el nombre sugiere, morphlock-1 esencialmente bloquea la configuración del hexamer en el lugar, evitando que sus subunidades de la proteína configuren de nuevo en el ensamblaje activo, ” dice a investigador Eileen Jaffe, Ph.D, miembro mayor del terminal de componente de la persecución del zorro. los morpheeins de “Targeting en sus ensamblajes inactivos proporcionan enteramente a un nuevo acercamiento a la droga discovery.”

Mientras que su estudio fue realizado usando una planta-versio'n del guisante de PBGS, los investigadores tienen razón de creer que el principio podría aplicarse a las versiones bacterianas de PBGS también. “Using morphlock-1 como base, estamos buscando a la consonancia fina la molécula de modo que bloquee apenas la versión bacteriana de la enzima de PBGS, ” Jaffe dice.

“Because PBGS es tan crucial para la vida, la parte de la enzima donde sucede la química se conserva altamente con la evolución, ” Jaffe dice, significando que una droga PBGS-que inhibe versátil dañaría las bacterias, guisantes y las poblaría igualmente. El área donde la droga potencial ata a la forma del hexamer de la proteína, sin embargo, se ha encontrado para diferenciar entre especie, dependiendo cómo los organismos se han desarrollado lejos de uno a.

Cuando PBGS está en su forma inactiva del hexamer, hay una cavidad pequeña en la superficie del complejo ensamblado. Usando las técnicas del muelle del ordenador, Jaffe y sus colegas de la persecución del zorro identificaron una habitación de moléculas pequeñas predichas para atar a esta cavidad.

Los investigadores después compraron y probaron una selección de estas moléculas en el laboratorio para ver si cualesquiera de ellas estabilizaron el guisante PBGS en su ensamblaje del hexamer. Un inhibidor en el detalle, dado el nombre morphlock-1, potentemente condujo la formación del hexamer en el guisante PBGS, pero no en el de seres humanos, de las moscas de fruta, o del aeruginosa infeccioso de los pseudomonas de las bacterias, o de los cholerae del vibrión, el último de cuál causa el cólera. Morphlock-1 es un inhibidor potente del guisante PBGS, pero no del PBGS de estos otros organismos.

Jaffe acuñó el término “morpheein” en 2005 después de un estudio de la estructura de PBGS reveló sus tendencias dimensio'n de una variable-que cambiaban de puesto. Mientras que están satisfechos inicialmente con escepticismo porque la existencia de morpheeins contradice algunos conceptos clásicos sobre la estructura y la función de la proteína, los estudios subsecuentes han reforzado que PBGS (y quizás otras proteínas) exhibe este comportamiento. Según Jaffe, este estudio es el primer para hacer uso dimensiones de una variable alternas del morpheein como estrategia potencial para el descubrimiento de la droga, en general, determinado para los antibióticos.

la resistencia de “Multi-drug conduce la necesidad de desarrollar los antibióticos nuevos, ” Jaffe dice. las drogas de “Since que estabilizan el hexamer inactivo de PBGS no necesitan ser químicamente similares el uno al otro, él serán difíciles para que la bacteria desarrolle resistencia completa a un coctel de tal compounds.”

Un motor minúsculo pero de gran alcance que propulsa el bacilo subtilis de la bacteria a través de líquidos es desunido de sacacorchos-como el flagelo por un embrague de la proteína, una universidad Bloomington de Indiana y científicos de la universidad de Harvard ha aprendido. Su informe aparece en Scientists De esta cienciade week’s ha sabido de largo qué mecanismos impulsores el flagelo a hacer girar, pero qué causas el flagelo a parar el hacer girar de — temporalmente o permanentemente — era desconocido.

“We piensan it’s bastante fresco que el desarrollo de bacterias y de ingenieros humanos llegó una solución similar al mismo problema, ” biólogo dicho Daniel Kearns del IU Bloomington, que condujo el proyecto. “How le hacen temporalmente parada un motor una vez que consigan going?”

La acción de la proteína que descubrieron, EpsE, es muy similar a la de un embrague del coche. En coches, el embrague controla si un motor de car’s está conectado con las piezas que hacen girar sus ruedas. Con el motor y los engranajes desunidos de uno a, el coche puede continuar moviéndose, pero solamente debido a su ímpetu anterior; las ruedas son no más largas accionadas.

EpsE se piensa a “sit abajo, ” como Kearns describe lo, en el rotor de flagellum’s, una estructura anillo de espuma-formada en la base del flagelo. La interacción de EpsE’s con una proteína del rotor llamada FliG causa un cambio de la dimensión de una variable en el rotor que lo desune del motor proto'n-accionado flagellum’s.

El descubrimiento de EpsE y de su función era accidental. Kearns y los colegas estaban realmente interesados en aprender más sobre los genes que hacen las células individuales de B. subtilis dejar de vagar en soledad y tomar la residencia en una ensambladura masivo comunal, inmóvil llamaron un biofilm. La estabilidad de biofilms se puede comprometer por las células bacterianas hiperactivas que flagelos continúan haciendo girar.

“We intentaban conseguir en cómo la capacidad de bacterium’s de moverse y la formación del biofilm son equilibradas, ” Kearns dijo. “We buscaban los genes que afectaron si las células son móviles o inmóviles. Aunque el B. subtilis es inofensivo, los biofilms son asociados a menudo a infecciones por las bacterias patógenas. La formación del biofilm que entiende puede probar eventual útil en combatir infections.” bacteriano;

Una vez que los científicos aprendieran EpsE estuvo implicado en la represión del movimiento flagellar, ellos ideó dos explicaciones posibles para cómo actúa EpsE. El primer era que EpsE actúa como un freno empujando una parte de no-mudanza contra una pieza móvil y bloqueando encima de los trabajos. La otra posibilidad, se imaginaban, eran que EpsE actúa como un embrague, desuniendo una pieza móvil de otra. En este último decorado, el motor no conserva ningún hacer girar flagellar de un mecanismo impulsor más largo porque las piezas móviles dominantes son no más largas en contacto. En este caso, el flagelo inmóvil tendría libertad del movimiento, tan decaído que puede ser que sea.

Para determinarse qué hipótesis estaba correcta, los científicos lo decidían dejaron lo más mejor posible la cola menear el perro. Asociaron el extremo de la cola del flagelo a una diapositiva de cristal y examinaron el movimiento de la célula entera en la presencia y la ausencia de EpsE. En ausencia de EpsE, la célula entera rotó una vez cada cinco segundos. En la presencia de EpsE, las células pararon pero podrían rotar pasivo, empujado por disturbios en el ambiente (movimiento browniano). Si EpsE actuara como un freno, las células no habrían rotado en todos.

Los investigadores también aprendieron que cuando la célula comienza a producir EpsE, toma cerca de 15 minutos antes de que la maquinaria flagellar es lisiada.

“This hace muchos del sentido por lo que la célula, ” Kearns dijo. el flagelo de “The es una estructura gigante, muy costosa. A menudo cuando una célula ningunas necesidades más largas algo, él pudo destruirlo y reciclar las piezas. Pero aquí, porque el flagelo es tan grande y el complejo, haciendo que no es muy rentable. Pensamos el embrague evita que el flagelo rote cuando es obligado por la matriz pegajosa del biofilm.”

El descubrimiento puede dar ideas de los nanotechnologists sobre cómo regular los motores minúsculos de su propia creación. El flagelo es uno de los motores más pequeños y más de gran alcance — de nature’s; unos como ésos producidos por B. subtilis pueden rotar más de 200 veces por el segundo, conducido por de 1.400 piconewton-nano'metros un esfuerzo de torsión. Caballos de fuerza (miniatura) bastante de That’s para una máquina que anchura estira solamente algunos nanómetros docena.

Contra dogma actualmente llevado a cabo, los científicos en las universidades de Cambridge y Bristol han revelado que las interacciones dentro de complejos de la membrana se pueden mantener intacto en el vacío de un espectrómetro total. Su investigación se publica en esta edición de week’s de la ciencia expresa.

Los investigadores fueron sorprendidos descubrir que los complejos de la membrana podrían seguir siendo asociados pues se ha asumido siempre que no sobrevivirían transferido una vez a las condiciones extranjeras dentro del espectrómetro total.

“Even si las interacciones entre las proteínas dentro de la membrana podrían ser mantenido nosotros no habría esperado que siguieran siendo asociadas con las proteínas en el interior de cell’s, ” dice al carol Robinson, al investigador principal y a profesor real de la investigación de la sociedad en la universidad del departamento de Cambridge’s de la química.

Las membranas celulares rodean las células y proporcionan a último en seguridad celular; nada puede conseguir en una célula sin la opinión tan de las proteínas de la membrana - las moléculas del trabajador que residen en la pared de la membrana y proporcionan a puntos de entrada firmemente regulados. Este hogar natural de las proteínas de la membrana excluye el agua, con todo los métodos disponibles estudiar las proteínas en la alta resolución giran alrededor de ambientes acuosos. La capacidad a “fly” las proteínas intactas de la membrana en un espectrómetro total pavimentan la manera para pesar las proteínas e identificar a los socios moleculares que trabajan con en la naturaleza.

La nueva investigación, financiada por la biotecnología y el consejo de investigación biológico de las ciencias, permitirá a científicos investigar complejos de la membrana con de una variedad de fuentes y con un rango de moléculas pequeñas. Puesto que los cerca de 60% de todas las blancos de la droga son proteínas de la membrana esto es un descubrimiento significativo.

Desde entonces profesor Robinson primero volara complejos solubles de la proteína en un espectrómetro total en 1996, ella tiene deseó hacer igual con los complejos de la membrana. Colaborando con un grupo de la bioquímica de la membrana en Bristol, conducida por profesor Paula Booth, ella comenzó a pensar en maneras de estudiar a estos ensamblajes más desafiadores.

El dr Nelson Barrera un investigador post-doctoral en Chile, aunque experimentado en bioquímica de la membrana, era un nuevo recluta al spectrometry total. Él era en gran parte inconsciente de las dificultades que habían sido encontradas y acercaron previamente al problema de una nueva manera. Más bien que intentando quitar el detergente (usado para mantener la proteína intacta la solución una vez que fuera de la membrana natural) él mantuvo el detergente en cantidades inusualmente altas. Él entonces destruyó deliberadamente esta capa detergente protectora una vez en la fase de gas. Esto permitió que él liberara a ensamblaje intacto. Él podía también quitar unidades del ensamblaje modular en la fase de gas, apenas como en la solución.

Profesor Robinson agrega: “I muy excitado por esto que encuentra dado la importancia de los complejos de la membrana en guardar la entrada y la salida a las células. El tipo de proteínas que hemos estado estudiando, por ejemplo, están implicados en resistencia de la droga en células de cáncer y la resistencia antibiótica de bacterias.

mirada de “I adelante a explotar este descubrimiento al máximo; no solamente en caracterizar los muchos complejos de la membrana para los cuales la controversia existe pero también en descubrir a nuevos ensamblajes y en investigar el potencial de este acercamiento en la droga discovery.”

Profesor Paula Booth, en la universidad de Bristol agregó: “This es un avance importante que nos ayuda a entender cómo la naturaleza construye vida celular. La pared de la membrana de células es precisio'n-haber hecho, un complejo y una estructura altamente regulada. Nos ahora equipan mucho mejor para entender este uno mismo-ensamblaje increíble, natural feat.”

Coronaviruses, un grupo incluyendo el virus bien conocido de SARS, es los agentes causativos de muchas infecciones respiratorias y entéricas en seres humanos y animales. Como con todos los virus, virtualmente cada paso de progresión de su ciclo de la infección depende de factores celulares del ordenador principal. Como el primer, la mayoría del paso de progresión crucial después de su penetración en las células, coronaviruses ensambla la réplica enorme “factory” del RNA; complejos en la asociación con característica, vesículas dobles nuevamente inducidas de la membrana. Los caminos celulares secuestrados por éstos virus del RNA del ma's-hilo para crear estos “factories” hasta el momento no se han aclarado.

Los investigadores, conducidos por Cornelis A. M. de Haan, mostraron que la réplica del RNA del coronavirus de la hepatitis del ratón (MHV) fue inhibida por una droga - brefeldin A que interrumpe la estación central en el camino secretor de cell’s, el complejo de Golgi. Constantemente, el agotamiento de ambos la blanco celular del brefeldin A, un factor llamó a GBF1, y su blanco en sentido descendiente, ARF1, también fue mostrada para afectar negativamente la infección del coronavirus.

Los investigadores concluyen que la asociación íntima de “an existe entre el camino y el MHV secretores tempranos replication.” Especulan que, mientras que GBF1 y ARF1 no están implicados en la formación de las estructuras virales de la réplica, desempeñan probablemente un papel dominante en su maduración o funcionamiento. Pues este trabajo fue limitado al coronavirus de la hepatitis del ratón, un paso de progresión siguiente interesante sería estudiar la importancia de GBF1 y de ARF1 en la réplica de otros coronaviruses.

El crecimiento incontrolado del vaso sanguíneo es una característica dominante de muchas condiciones patológicas, incluyendo la enfermedad de ojo diabética degenerativa conocida como retinopathy diabético. Entender los factores implicados en el proceso es vital a los tratamientos que se convierten para la enfermedad. En un nuevo estudio, un equipo de investigadores en la universidad de Keio, Japón, ha revelado un papel de la proteína LIF en crecimiento del vaso sanguíneo en ratones.

Específicamente, los ratones que faltaban LIF fueron observados para tener crecimiento creciente del vaso sanguíneo en muchas regiones del cuerpo, sino como este estudio fue centrado en el ojo, los autores dirigidos adentro en el crecimiento creciente del vaso sanguíneo en la retina del ojo. El análisis adicional mostró que los ratones que faltaban LIF desarrollaron vasos sanguíneos más aberrantes en un modelo de retinopathy. Mecánico, LIF fue encontrado para inhibir la proliferación de las células de cerebro conocidas como astrocytes así como inhibe su producción de un factor sabido para promover el crecimiento del vaso sanguíneo, VEGF. Por lo tanto se parece que LIF es una parte importante de la comunicación entre los tejidos finos y los vasos sanguíneos que se convertían, significar ese LIF y el camino que señalaba que acciona pudo servir mientras que una blanco para el nuevo tratamiento se acerca para prevenir las enfermedades retinopathy y otras diabéticas que se asocian a crecimiento incontrolado del vaso sanguíneo, tal como cáncer.

Los científicos de la universidad de estado de Montana en el departamento de la química y de la bioquímica publicaron la nueva investigación esta semana que podría un día afectar las vidas de millones alrededor del mundo que sufren de desórdenes del hierro de la sangre.
Martin Lorenzo (dejado) y Anoop Sendamarai (foto de MSU de Kelly Gorham)
El papel, que aparecerá en los procedimientos de la National Academy of Sciences, detalla el trabajo de profesor de asociado Martin Lorenzo y candidato doctoral Anoop Sendamarai. El par ha pasado los últimos dos años que estudiaban Steap3, una proteína implicada en la regulación de la absorción de body’s del hierro.

Los resultados de sus estudios - las primeras correspondencias tridimensionales de los átomos que hacen para arriba Steap3 - podrían permitir que las compañías farmacéuticas diseñen algún día las drogas para regular niveles del hierro en la sangre.

“Iron es esencial, ” Lorenzo dijo. “You can’t viven sin él, pero it’s una espada de doble filo. Demasiado de una buena cosa puede matar a you.”

El hierro sirve varias funciones importantes en la circulación sanguínea. Lleva el oxígeno, transporta electrones dentro de las células y desempeña un papel importante en sistemas de la enzima.

Las irregularidades del hierro son algunos de los desórdenes más comunes de la sangre del mundo. Según la Organización Mundial de la Salud, la deficiencia del hierro, que puede conducir a la anemia, afecta más que mil millones personas alrededor del mundo y puede causar problemas del sistema de desarrollo e inmune.

Inversamente, tener demasiado hierro, una condición llamada hemochromatosis, puede también lastimar el cuerpo release/versión los radicales libres destructivos, Lorenzo dicho. Hemochromatosis afecta cerca de uno en cada 300 personas y es el más común de la gente de la ascendencia europea norteña. Untreated izquierdo, puede conducir a la muerte temprana, a menudo por la edad 50.

“We’re pulso por cuánta gente tiene demasiado o demasiado poco hierro, ” Lorenzo dijo.

Entender papel de Steap3’s en el transporte y mantener balanceó niveles del hierro, Lorenzo y Sendamarai primero tenían hallazgo y purifican las muestras de la proteína y en seguida dan vuelta a esas muestras en cristales.

Lorenzo dijo el resultado del proceso de la cristalización, si estuvo hecho correctamente, es análogo a la estructura rígida de una pared del ladrillo. Si está hecho incorrectamente, se asemeja más de cerca a una pila de ladrillos.

clase de “It’s de un arte negro realmente más que una ciencia, ” Lorenzo dijo. “You can’t predicen siempre que la clase de witch’s elabora cerveza que necesita ser alrededor conseguirlo a crystallize.”

Él dijo que solamente un puñado de laboratorios en el país está cristalizando las proteínas del transporte del hierro como Steap3, un hecho ese los lugares MSU en el mismo estante que lugares como la escuela médica de Harvard.

Una vez que estén cristalizadas, las muestras se tiren con una viga de radiografía de gran alcance. Los electrones en la muestra difractan las radiografías, creando modelos en un sensor digital. La técnica, llamada cristalografía de X-ray, se ha utilizado desde los años 50 para determinar la estructura de diversas sustancias.

En su laboratorio del sótano en el edificio nuevo de la química de campus’s, Lorenzo y Sendamarai entonces examinaron los modelos de difracción creados por Steap3.

clase como de una correspondencia de contorno, ” de “It’s; Sendamarai dijo. “Whenever que vemos los picos, nosotros saben que hay atoms.”

Trabajando al revés, pueden determinar matemáticamente la posición de átomos en la proteína y visualizarlos en tres dimensiones.

El resultado computer-drawn, una imagen tridimensional que se asemeje a cintas y a cadenas enredadas, es un cuadro de lo que tienen gusto los átomos de la mirada Steap3.

Sendamarai dijo tener ese cuadro, que representa todos los nooks y crannies en la superficie de protein’s, podría permitir que las compañías de droga diseñen las drogas para caber esos puntos como pedazos del rompecabezas.

Si una droga futura cabe esos nooks apenas enderezan, él podrían ayudar a tratar hemochromatosis. De allí, Sendamarai dicho le sería concebible trabajar al revés y tratar posiblemente deficiencias o anemia del hierro.

Lorenzo dijo que Steap3 es solamente uno en una familia de las proteínas que afectan transporte del hierro. Este verano, además de la continuación estudiar Steap3, Lorenzo y Sendamarai esperan aprender si el laboratorio reciba una concesión de los institutos nacionales de la salud para trabajar en otras proteínas del transporte del hierro.

“It’s un paso de progresión crítico hacia hacia aprender modular niveles del hierro en pacientes con demasiado o demasiado poco hierro, ” Sendamarai dijo. “But, allí son muchos de signos de interrogación a la izquierda en transporte del hierro. It’s un field.” grande;

Los biólogos de Austria y de Singapur desarrollaron una técnica que agrega una nueva torcedura en el lazo entre la biología y el arte. En un artículo publicado en línea en el diario de FASEB (http://www.fasebj.org) y programar recientemente para la edición de la impresión de agosto 2008, estos investigadores describen a cómo eran capaces capa-o pintura-virus con las proteínas. Este descubrimiento debe dar un alza muy necesaria a la eficacia de algunas formas de terapia del gene, pista de la ayuda y tratar enfermedad y la evolución virales, mejora la eficacia de vacunas, y en última instancia no prohibe a profesionales del cuidado médico la pista el movimiento de infecciones virales dentro del cuerpo. Específicamente, el nuevo método debe hacerlo más fácil seguir y tratar enfermedades infecciosas tales como HIV/AIDS, gripe, hepatitis C, y fiebre del dengue. Y porque los virus pueden también ser utilizados para introducir las drogas de la biotecnología y los genes del reemplazo, y actúa como vacunas, esta investigación debe conducir a los nuevos tratamientos para los desórdenes del cáncer, cardiovasculares, metabólicos y heredada.

"esta tecnología debe proporcionar a una herramienta nueva para el tratamiento de muchas enfermedades," dijo los salmones de Brian, uno de los científicos que co-fueron autor del estudio. "uniforme si usted está trabajando con un virus que sea desconocido o caracterizado mal, sigue siendo posible modificarlo o pintar. Esto es muy interesante para las enfermedades que emergen."

En el artículo, los salmones y los colegas explican cómo mezclaron las proteínas purificadas (proteínas del asegurar del glycosylphophatidylinositol) con las membranas del lípido para permitir atar estas proteínas a la "piel externa" (el sobre del lípido) de virus. Incluso con el nuevo trabajo de la pintura, los virus seguían siendo infecciosos. Mientras que el experimento implicó solamente un tipo de proteína y dos tipos de vectores virales, los salmones dicen que la técnica podría ser ampliada y utilizado aplicar la "pintura" compuso de otras proteínas, de tintes, y de una variedad de etiquetas de plástico únicas.

la "biología y el arte convergen diariamente: pueble la pintura sus clavos, coloree su pelo, y tatúe su piel, "dijo Gerald Weissmann, M.D., Editor-en-Jefe del diario de FASEB. "ahora esta convergencia ha incorporado una nueva dimensión mientras que los virus pintados permiten a científicos para seguir, para curar y para prevenir enfermedad."

Los depósitos del amiloide en tejidos finos y órganos se conectan a un número de enfermedades, incluyendo Alzheimer, Parkinson, el tipo diabetes de II, y las enfermedades del prion tales como BSE. Sin embargo, los amiloides no son sustancias patológicas justas; tienen potencial como los nanomaterials. "las aplicaciones potenciales de estos ensamblajes supramolecular exceden los de polímeros sintetizados," estado Ehud Gazit y el co-autor Izhack Cherny en el diario Angewandte Chemie, "puesto que los bloques de edificio pueden introducir la función biológica además de características mecánicas."

© Wiley-VCH

Incluso en naturaleza, los amiloides no son proteínas simplemente anormales, incorrectamente plegables; son componentes fisiológicos de organismos. Por ejemplo, son un material protector importante en los sobres del huevo de insectos y pescados. También están implicados en la formación de los biofilms de muchas bacterias, una capa en la superficie de las células bacterianas que las protege contra sustancias antimicrobianas y facilita su conexión a las superficies.

Las fibrillas amiloideas son manojos de filamentos altamente pedidos de la proteína hechos escala-como de hilos y pueden ser varios micrómetros de largo. En la sección representativa, los amiloides aparecen como los cilindros o cintas huecos. Aunque las fibrillas amiloideas son proteínas, se asemejan más de cerca a los polímeros sintetizados (plásticos) que las proteínas globulares generalmente. Los amiloides pueden visualizar las características mecánicas que sorprenden similares a la seda de la araña. La seda de la araña está, al lado del peso, perceptiblemente más fuerte que el acero y se puede estirar a muchas veces su longitud original sin las características de rasgado que no han sido reproductivas con las fibras sintetizadas.

"las características del uno mismo-ensamblaje de amiloides, junto con su plasticidad observada, les hacen los bloques de edificio naturales atractivos para el diseño de nanostructures y de nanomaterials nuevos," según los autores de la universidad de Tel Aviv (Israel). "estos bloques de edificio se pueden variar ampliamente por medio de técnicas biológicas moleculares simples." Las superficies se podían dar capas adaptadas y biocompatible, por ejemplo, en los dispositivos analíticos del flujo para la tecnología o el bioanalysis médica. Otras ideas incluyen los hydrogels amiloideos para la encapsulación y el desbloquear controlado de drogas y para los andamios para las culturas de célula y la ingeniería tridimensionales del tejido fino. Las proteínas funcionales tales como enzimas se podían limitar a las secuencias de amiloide-formacio'n a los procesos biológicos mímicos.

Las fibrillas amiloideas son también convenientes como matrices para los nanostructures. Por ejemplo, ha sido posible producir un cable coaxial del nanoscale que conducía llenando nanotubes amiloideos de la hebra y externamente cubriéndolos con oro.

Un equipo de investigadores en el National Institute of Standards and Technology (NIST) ha demostrado un nuevo dispositivo que crea el nanodroplet "tubos de prueba" para estudiar las proteínas individuales bajo condiciones que mímico los límites apretados de una célula viva. "confinando las proteínas individuales en nanodroplets del agua, los investigadores pueden observar directamente la dinámica y los cambios estructurales de estas biomoléculas," dice a físico Lori Goldner, co-autor del papel * publicado en Langmuir.

Con el tirón de un interruptor: Nanodrop “test tubes” son creados por un interruptor electrónico que cause una micropipeta a la parte posteriora del tirón y dejan detrás de una gotita menos ese 1 micrón en el diámetro para el estudio.
Crédito: NIST

Los investigadores han dado vuelta recientemente a su atención al papel que la apretadura desempeña en el comportamiento de proteínas y otras biomole'culas-alli' no son mucho espacio adicional en una célula. Los nanodroplets del NIST pueden mímico el ambiente apretado en las células a donde viven las proteínas mientras que proporcionan a ventajas sobre otras técnicas confinan o inmovilizan las proteínas para el estudio que puede interferir con o dañan la proteína. Esta lata más realista de la configuración ayuda a investigadores a estudiar la base molecular de la enfermedad y a proveer la información para desarrollar los productos farmacéuticos nuevos. Por ejemplo, misfolded el juego de las proteínas un papel en muchas enfermedades incluyendo el tipo 2 diabetes, las enfermedades de Alzheimer y de Parkinson. Viendo cómo las proteínas plegable en estos nanodroplets, los investigadores pueden ganar la nueva penetración en estas dolencias y pueden encontrar nuevas terapias.

El sistema de la salida del nanodroplet del NIST utiliza las micropipetas de cristal minúsculas para crear las gotitas minúsculas del agua suspendidas en un líquido aceitoso para el estudio bajo un microscopio. Una presión aplicada fuerza la solución del agua que contiene temas de prueba de la proteína a la extremidad de la micropipeta mientras que se sienta sumergido en una gota pequeña del aceite en la etapa del microscopio. Entonces, como un mago que azota un mantel de un vector mientras que deja el dinnerware detrás, un interruptor electrónico causa la pipeta a la parte posteriora del tirón, dejando detrás de una gotita pequeña típicamente menos que un micrómetro en diámetro.

La gotita se lleva a cabo en lugar con un laser "tweezer óptico," y otro laser se utiliza excitar fluorescencia de la molécula o de las moléculas en la gotita. En un conjunto de experimentos de la fluorescencia, explica Goldner, "las moléculas se parecen unperturbed por su confinamiento-ellos no se pegan a las paredes ni no salen de los hechos envase-importantes para saber para hacer nanochemistry o la biofísica de la solo-mole'cula." Similar a un trabajo previo (véase los "`Micro-recta'ngulos de agua usados para estudiar las solas moléculas", el golpe de julio el 20 de 2006 del tech), investigadores también demostró que las solas moléculas fluorescentes de la proteína se podrían detectar dentro de las gotitas.

La fluorescencia puede revelar el número de moléculas dentro del nanodroplet y puede mostrar el movimiento o los cambios estructurales de la molécula o de las moléculas confinada, permitiendo que los investigadores estudien cómo obran recíprocamente dos o más proteínas. Usando solamente algunas moléculas y cantidades minúsculas de reactivo, la técnica también reduce al mínimo la necesidad de productos químicos costosos o tóxicos.

Referencia:

* J. Espiga, A.M. Jofre, G.M. Lowman, R.B. Kishore, J.E. Reiner, K. Helmerson, L.S. Goldner y M.E. Greene. Proteína fluorescente verde en nanodroplets acuosos inertially inyectados. Publicado en Langmuir, CUANTO ANTES artículo, fecha del desbloquear del Web: De marcha la 27 de 2008.

Se muestra una imagen del bacteriófago Epsilon15 estudiado por Wen Jiang, profesor auxiliar de ciencias biológicas en Purdue. El bacteriófago se muestra en una resolución 4.5 del angstrom — la resolución más alta alcanzada para un organismo vivo de esta talla. Laboratorio del crédito Graphic/Wen Jiang

LAFAYETTE DEL OESTE, Ind. - un equipo condujo por un investigador de la universidad de Purdue ha alcanzado imágenes de un virus detalladamente dos veces mayores que había sido alcanzado previamente.

Wen Jiang, profesor auxiliar de ciencias biológicas en Purdue, condujo a equipo de investigación que utilizó la técnica que emergía del electrón de la solo-parti'cula cryomicroscopy para capturar una imagen tridimensional de un virus en una resolución de 4.5 angstromes. Aproximadamente 1 millón de angstromes igualarían el diámetro de un pelo humano.

“This es uno de los primeros proyectos para refinar la técnica a la punta de la resolución cercana del ato'mico-nivel, ” Jiang dicho, que también es un miembro del grupo estructural de la biología de Purdue’s. “This rompe un umbral y permite que ahora veamos un nuevo nivel entero del detalle en la estructura. Ésta es la resolución más alta alcanzada siempre para un organismo vivo de este size.”

Los detalles de la estructura de un virus proporcionan a la información valiosa para el desarrollo de los tratamientos de la enfermedad, él dijo.

“If que entendemos que el sistema - cómo las partículas del virus ensamblan y cómo infectan una célula huesped - él mejorará grandemente nuestra capacidad de diseñar un tratamiento, ” Jiang dicho. los biólogos de “Structural realizan la ciencia básica y proporcionan a la información para ayudar a ésos que trabajan en el aspects.” clínico;

Un papel que detallaba el trabajo fue publicado en la aplicación de febrero del 28 la naturaleza.

Roger Hendrix, profesor de ciencias biológicas en la universidad de Pittsburgh, dicha qué se aprende sobre virus se puede aplicar a muchos otros sistemas biológicos.

“Understanding las proteínas que crean la estructura de un virus nos da la penetración en las máquinas biológicas minúsculas encontradas a través de nuestros cuerpos, ” él dijo. “Getting al angstrom 4.5 que usa esta técnica es una línea divisoria de las aguas de clases porque es nosotros puede rastrear la primera vez realmente el encadenamiento del polipéptido - la espina dorsal de proteínas. Ahora podemos ver los engranajes y las palancas minúsculos que permiten que las proteínas se muevan y obren recíprocamente mientras que realizan su roles.” biológico intrincado;

La técnica de la proyección de imagen, llamada cryo-Cryo-EM, tiene la ventaja agregada de mantener la muestra que es estudiada en un estado muy similar a su ambiente natural. Otras técnicas de la proyección de imagen usadas regularmente, por ejemplo la cristalografía de la radiografía, requieren la muestra se manipulen.

el método de “This ofrece un nuevo acercamiento para modelar la estructura de proteínas en otros ensamblajes macromoleculares, tales como DNA, en los estados cercano-nativos, ” Jiang dicho. la muestra de “The se purifica en una solución que sea muy similar al ambiente que sería encontrado en una célula huesped. Es como si el virus se congele en cristal y es vivo e infeccioso mientras que examinamos it.”

Además de Jiang, Matthew L. Baker, Joanita Jakana y Wah Chiu de la universidad de Baylor de la medicina, y Peter R. Weigele y el rey de Jonatán de Instituto de Tecnología de Massachusetts trabajaron en el proyecto, que fue financiado por los institutos nacionales de la salud y del National Science Foundation.

El equipo obtuvo una correspondencia tridimensional del capsid, o shell de la proteína, del bacteriófago epsilon15, un virus que infecta bacterias y es un miembro de una familia de los virus que son las formas de vida más abundantes en la tierra, Jiang dicho.

Otros métodos de determinar la estructura no se podían utilizar para esta familia del virus. No se había cristalizado ningunos con éxito, y la complejidad de miembros de esta familia había prevenido la evaluación con la secuencia del genoma solamente.

la demostración de “This muestra que el cryo-Cryo-EM es doable y es un paso de progresión importante en alcanzar la capacidad máxima de esta técnica, ” él dijo. la meta de “The es hacer alcance las 3 a 4 resoluciones del angstrom, que permitirían que consideráramos claramente los aminoácidos que hacen para arriba un protein.”

En microscopia electrónica, una viga de electrones toma el lugar del rayo de luz usado en un microscopio convencional. El uso de electrones en vez de la luz permite el microscopio a “see” en detalle mucho mayor.

El Cryo-Cryo-EM refresca especímenes a las temperaturas bien debajo del punto de congelación del agua. Esto disminuye daño del haz electrónico y permite que los especímenes sean examinados por un período del tiempo más largo. Un tiempo más largo de la exposición permite imágenes más sostenidas, más detalladas.

Los investigadores que usaban el cryo-Cryo-EM habían obtenido imágenes en una resolución de 6-9 angstromes pero no podrían distinguir entre elementos más pequeños de la estructura espaciaron solamente 4.5 angstromes aparte.

“There son diversos elementos que hacen para arriba los bloques de edificio de la proteína del virus, ” Jiang dicho. “It es como examinar una manta rayada. De una distancia, las rayas enmascaran juntas y la manta aparece ser un color sólido. Mientras que usted consigue más cerca usted puede ver las diversas rayas, y si usted utiliza una lupa que usted puede ver los hilos de la cadena que hacen para arriba el material. La resolución necesita ser más pequeña que la distancia entre los hilos de la cuerda de rosca para considerar dos hilos separados.

“By que podían enfocar adentro, los investigadores podían ver los componentes que enmascararon juntos en el resolution.” alcanzado anterior;

El Cryo-Cryo-EM requiere microscopios electrónicos high-end y recursos que computan de gran alcance. El equipo de investigación utilizó la universidad de Baylor del microscopio del cryoelectron de Medicine’s. Se espera que Purdue instale un microscopio avanzado del cryoelectron en 2009.

En Purdue 2006 recibido una concesión $2 millones del instituto nacional de la salud para comprar el microscopio. Será instalado en Hockmeyer Pasillo de la biología estructural, esperado abrirse en 2009.

Los programas de computadora se utilizan para extraer la señal del microscopio y para combinar millares de imágenes de dos dimensiones en una imagen tridimensional exacta que asocie la estructura del virus. Esto requiere uso de un modem grande y no se habría podido hacer sin los recursos de la oficina de Purdue’s de la tecnología de información, o ItaP, Jiang dicho.

Jiang utilizó el programa del condor de Purdue’s - que conecta los ordenadores incluyendo las máquinas de escritorio y los ordenadores grandes, de gran alcance de la investigación - para crear la red que computaba distribuida más grande en una universidad.

“ITaP proveió de nosotros la potencia de cómputo en la escala del superordenador que era necesaria para este trabajo, ” él dijo. el programa del condor de “Purdue’s permitió que nos aprovecháramos de la potencia de 7.000 ordenadores. Esto era un elemento crítico a nuestro success.”

Jiang planea continuar refinando cada paso de progresión del proceso para mejorar las capacidades de la técnica y para examinar especie más médicamente relevante del virus.

El grupo estructural de la biología de Purdue’s estudia un grupo diverso de problemas, incluyendo caminos que señalan celulares, catálisis del RNA, el bioremediation, la evolución molecular, la entrada viral, la réplica viral y la patogenesia viral. Los investigadores utilizan una combinación de la cristalografía de la radiografía, de la espectroscopia cryomicroscopy, NMR del electrón, y de de cómputo avanzada y de modelar las herramientas para estudiar estos problemas.

Profesor postdoctoral Gustavo Caetano-Anollés de las ciencias del sol (izquierdo) y de la cosecha de Feng-Jie del investigador de Illinois comenzó con la idea que entender las características estructurales del tRNA vertería la luz en cómo los organismos y los virus se desarrollaron. Foto de L. Brian Stauffer, U. de I. News Bureau.

El RNA de la transferencia (también llamado tRNA) es una molécula antigua, central a cada tarea que una célula se realiza y así esencial para toda la vida. Un nuevo estudio de la universidad de Illinois indica que es también gran historiador, preservando algunos de los acontecimientos más tempranos y más profundos del pasado evolutivo en su estructura.

El estudio, co-escrito por Gustavo Caetano-Anollés, un profesor de las ciencias de la cosecha, y del sol postdoctoral de Feng-Jie del investigador, aparece de marcha la 7 en la biología de cómputo de PLoS. Caetano-Anollés es un afiliado del U. de I. Institute para la biología de Genomic.

De los millares de RNAs identificados hasta ahora, el RNA de la transferencia (tRNA) es los la mayoría intermediario directo entre los genes y las proteínas. Como muchos el otro RNAs (ácidos ribonucleicos), ayudas del tRNA en genes que traducen en los encadenamientos de los aminoácidos que hacen para arriba las proteínas. Con la ayuda de una enzima altamente apuntada, cada molécula del tRNA reconoce y traba sobre un aminoácido específico, que lleva en la maquinaria del protei'na-edificio. Para agregar con éxito su aminoácido al extremo de una proteína creciente, el tRNA debe también leer exactamente un segmento cifrado del RNA del mensajero, que da las instrucciones para la secuencia exacta de aminoácidos en la proteína.

El hecho de que el tRNA está así que central a la tarea de los medios de las proteínas del edificio probablemente que ha estado alrededor durante mucho tiempo, Caetano-Anollés dijo. Su pregunta comenzó con un hunch que entender las características estructurales del tRNA vertería la luz en cómo los organismos y los virus se desarrollaron.

"quizás en la evolución hay las cosas que son que los guardan, sostenido sobre, para millones o aún los mil millones de años," Caetano-Anollés tan fundamental dicho. "ésos son los fósiles, los fósiles moleculares, que nos dicen sobre el pasado. Por lo tanto, estudiar estas moléculas puede tratar preguntas fundamentales en biología y la evolución."

Todos los tRNAs se ensamblan en una dimensión de una variable que, si está aplanada, se asemeje a un cloverleaf. Los modelos en estas estructuras dan pistas a la historia evolutiva temprana. Las áreas rojas de la molécula representada arriba son las más antiguas. Cortesía de la imagen de Gustavo Caetano-Anollés.

Todos los tRNAs se ensamblan en una dimensión de una variable que, si está aplanada, se asemeje a un cloverleaf. El equipo comenzó buscando modelos en esta estructura del cloverleaf, usando datos detallados de centenares de moléculas que representaban virus y cada uno de los tres superkingdoms de la vida: archaea, bacterias y eukarya.

Los investigadores convirtieron todas las características que distinguían de las estructuras individuales en caracteres cifrados, un proceso del cloverleaf del tRNA que permitió una búsqueda automatizada para (es decir, el más simple, la mayoría del probable) el árbol de familia "ma's parsimonious" del tRNA. Condujeron el mismo análisis en los tRNAs de cada uno de los superkingdoms, para ver cómo estas agrupaciones divergieron lejos del árbol total. Esta comparación permitió que determinaran la orden en la cual los virus y cada uno de los superkingdoms divergieron.

El nuevo análisis utiliza un estudio anterior que sugirió que el archaea fuera el primer a presentarse como grupo evolutionarily distinguible. Archaea es los microbios que pueden sobrevivir en ácido que hierve, cerca de respiraderos sulfurous del océano o en otros ambientes extremos. El estudio anterior, también conducido por Caetano-Anollés, analizado el catálogo extenso de la proteína plegable - esas regiones exacto configuradas en las proteínas que les dan sus funciones - como guía turística a la historia evolutiva.

"los datos del RNA de la transferencia corresponden con nuestros datos anteriores," Caetano-Anollés dicho. "esto es importante porque dos líneas de evidencia independiente se están apoyando."

El nuevo análisis también indica que emergieron los virus no largo después del archaea, con el eukarya de los superkingdoms y las bacterias siguiendo mucho más adelante - y en esa orden. Esto que encuentra puede influenciar el excedente en curso del discusión antes de si los virus existieron, o después de, la aparición de células vivas, Caetano-Anollés dijo.

"esto utiliza la idea que los virus se presentaron del dominio celular," él dijo.