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  • Sezionare il meccanismo di dispiegamento delle proteine ​​mediante SDS

    Aleksej Aksimentiev, professore di fisica all'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign, dirige lo sviluppo delle soluzioni software per la modellazione informatica in biotecnologia. Credito:L. Brian Stauffer, Università dell'Illinois a Urbana-Champaign.

    I ricercatori dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign hanno utilizzato simulazioni di dinamica molecolare per capire come il sodio dodecil solfato causa lo sviluppo delle proteine. L'SDS è comunemente usato nei laboratori per separare le proteine ​​e determinarne i pesi molecolari. Però, non è ancora chiaro come l'SDS influenzi la struttura delle proteine.

    L'articolo "Protein unfolding by SDS:the microscopic functions and the properties of the SDS protein assembly" è stato pubblicato su Nanoscala .

    "Il nostro studio ha scoperto i dettagli microscopici di come queste interazioni si verificano in diversi milionesimi di secondo, " disse David Winogradoff, un associato di ricerca post-dottorato nel gruppo Aksimentiev. "Stavamo rappresentando fisicamente ogni singolo atomo presente nel sistema, e lo abbiamo fatto ad alte temperature per accelerare il processo di legame dell'SDS alla proteina e lo sviluppo".

    I ricercatori hanno utilizzato diversi supercomputer per creare simulazioni delle interazioni SDS-proteina. "Utilizzando questi diversi supercomputer siamo stati in grado di completare i nostri studi nell'arco di una settimana anziché di un anno, " disse Aleksej Aksimentiev, professore di fisica biologica e membro di facoltà del Beckman Institute for Advanced Science and Technology.

    Le simulazioni li hanno aiutati a capire in che modo l'SDS provoca il dispiegamento delle proteine ​​e in che misura le proteine ​​si dispiegano. "I nostri studi mostrano che ci sono aree di proteine ​​che sono esposte e aree che sono avvolte intorno all'SDS, come perline su un filo, " ha detto Aksimentiev.

    L'animazione video illustra un dominio di titina che si sviluppa spontaneamente in presenza dell'SDS (punti rossi e ciano). Le molecole SDS vengono mostrate solo quando legate direttamente alla titina. Credito:il gruppo Aksimentiev.

    Sebbene le simulazioni forniscano informazioni dettagliate sulle interazioni, erano troppo brevi per sondare l'equilibrio tra la SDS legata alle proteine ​​non ripiegate e la SDS disciolta nella soluzione circostante. "Il metodo della dinamica molecolare ci consente di fornire dettagli molecolari fini inaccessibili ad altre tecniche, " disse Winogradoff.

    "L'SDS è stato utilizzato per molto tempo. Il nostro studio consente nuove applicazioni dell'SDS come agente di dispiegamento per facilitare il sequenziamento delle proteine, " ha detto Aksimentiev. "Vogliamo sapere come le molecole SDS sono disposte sulle proteine ​​in modo da poter guidare queste catene attraverso un nanoporo e leggere la sequenza".


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