У Nature показали молекулярне складання вірусоподібної частинки
У Nature описали метод спостереження за молекулярним самоскладанням вірусоподібної білкової частинки та її проміжними станами.
Дослідники розробили підхід для спостереження за самоскладанням вірусоподібної частинки на молекулярному рівні. Робота, опублікована в Nature, описує послідовність утворення проміжних структур і взаємодії між білковими субодиницями під час формування порожньої частинки, подібної до вірусного капсида.
Для експериментів обрали інженерну вірусоподібну частинку mi3-VLP, яку розглядають як багатовалентну вакцинну платформу. Вона складається з 60 однакових білкових мономерів, що спершу формують 20 тримерів, а потім збираються в додекаедр із 12 п’ятикутними гранями. Маса повністю зібраної частинки становила близько 2 030 кДа.
Слабкі контакти між субодиницями
У розчині за концентрації 58 нМ переважали мономери та тримери mi3. Частка повністю зібраних вірусоподібних частинок за масою становила 15 ± 4%. Коли загальну концентрацію мономерів підвищили до 350 нМ, у зібраних частинках уже містилося 82 ± 5% білка.
Аналіз показав, що базові парні взаємодії між білковими субодиницями є слабкими: константи дисоціації для взаємодій мономерів і тримерів дослідники оцінили у 1,3 ± 0,4 мкМ та 2,5 ± 0,4 мкМ відповідно. Водночас множинні контакти між субодиницями стабілізують більшу структуру та дають змогу їй збиратися.
Спостереження за проміжними станами
Щоб точніше зафіксувати нестійкі проміжні структури, тримери закріпили на підтримуваному ліпідному бішарі, де вони могли рухатися у двох вимірах. Таке обмеження підвищило ефективну концентрацію субодиниць і полегшило їхнє збирання. Метод дозволив одночасно відстежувати масу, положення, рухливість та з’єднання окремих комплексів.
На поверхні дослідники побачили формування пентамерів тримерів — найменших стабільних проміжних структур у вигляді замкненої п’ятикутної грані. Час розпаду димерів тримерів становив 0,65 ± 0,05 секунди, а тримерів — 0,36 ± 0,04 секунди. Автори роботи дійшли висновку, що різницю в стабільності та швидкості переходів між станами визначає топологія структури: кількість локальних контактів і замикання кільця.
Запропонована схема поєднує вимірювання маси частинок із підходом захоплення одиночних молекул. Вона дає змогу аналізувати термодинамічні та кінетичні параметри збирання, виявляти короткочасні проміжні стани та простежувати послідовність переходів окремих комплексів.
