Một cấu trúc protein chưa từng thấy được tìm ra trong virus

Nó đóng vai trò quan trọng trong chu trình carbon.
Một cấu trúc protein chưa từng thấy được tìm ra trong virus
Nhà khoa học kiểm tra mẫu đất

Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Máy gia tốc Quốc gia SLAC ở California đã lần đầu tiên phát hiện ra một chuỗi gen có thể cung cấp thông tin chi tiết về sự tương tác xảy ra giữa các sinh vật trong đất và lý do tại sao virus lại mang gen không cần thiết cho sự tồn tại của chúng, Phys.org đưa tin.

Trên khắp thế giới, ngay cả một lượng nhỏ đất cũng chứa hàng tỷ vi sinh vật như vi khuẩn, vi rút và nấm, tất cả đều hoạt động song song để luân chuyển các phân tử và chất dinh dưỡng thiết yếu và giữ cho đất khỏe mạnh. Trong số đó, virus dường như mang các gen cần thiết để thực hiện các chức năng đó nhưng không cần thiết cho quá trình sao chép của chúng. Chúng được gọi là các gen chuyển hóa phụ trợ (AMG).

Nghiên cứu các protein AMG cho các chức năng khả thi

AMGs vẫn chưa được giải mã hoàn toàn, nhưng các nhà khoa học đã tự hỏi liệu chúng có đóng vai trò gì trong quá trình carbon hay không. Để tìm hiểu thêm, các nhà nghiên cứu tại phòng thí nghiệm SLAC đã quét dưới tia X có độ sáng cao một mẫu kết tinh cao của protein được mã hóa bởi một trong các AMG. Tinh thể học tia X tiết lộ cấu trúc phân tử của protein, sau đó được sử dụng để xác định chức năng của nó.

Clyde Smith, nhà nghiên cứu cấp cao tại Stanford Synchrotron Radiation Lightsource's (SSRL) tại SLAC, cho biết: “Chúng tôi đã thấy vị trí của mọi nguyên tử trong protein virus, điều này giúp chúng tôi tìm ra cách nó hoạt động. "Chúng tôi đã rất ngạc nhiên khi thấy rằng protein giống với các cấu trúc nguyên tử đã biết của các họ enzyme vi khuẩn và nấm có liên quan nhưng cũng chứa các mảnh hoàn toàn mới."

Việc loại bỏ cấu trúc protein không hề đơn giản. Các nhà khoa học đã phải chụp hơn 5.000 hình ảnh của protein kết tinh dưới tia X và sau đó ghép chúng lại với nhau để xác định cấu trúc. Những chi tiết chưa từng có về cấu trúc phân tử đã giúp các nhà nghiên cứu xác định một cơ chế tiềm năng cho chức năng của enzyme.

Protein đóng vai trò như thế nào?

Protein AMG được các nhà nghiên cứu gọi là chitosanase, đây là cách nói khoa học của một loại enzyme phân hủy chitin. Là một phần của thành tế bào của hầu hết các loại nấm cũng như bộ xương ngoài của côn trùng, chitin là chất tạo sinh carbon nhiều thứ hai trên hành tinh. Đầu tiên là xenlulozơ. Protein AMG có tác dụng phân hủy kitin trong đất.
Scientists find a never-seen-before protein structure in a virus

Hai domain của protein Chitosanase

Từ việc phân tích các hình ảnh thu được và trình tự gen của protein, các nhà nghiên cứu cũng có thể phân loại protein này thành một nhóm tương tự như một nhóm các enzym chuyển hóa carbohydrate được gọi là glycosyl hydrolase GH45. Tuy nhiên, sự tương đồng giữa chitosanase và GH45 bị hạn chế. Các bit không giống enzyme họ GH45 cũng không giống bất kỳ loại enzyme nào khác được thấy trước đây.

"Có một phần của enzym hoàn toàn mới và mới lạ. Đó là điều thú vị đối với tôi với tư cách là một nhà sinh học cấu trúc - được nhìn thấy thứ mà chúng ta chưa từng thấy trước đây, và sau đó cố gắng tìm ra vai trò của nó", Smith nói thêm trong thông cáo báo chí.

Điều này mở ra nhiều hướng nghiên cứu hơn để xác định cách thức hoạt động của protein và vai trò có thể có của nó trong quá trình luân chuyển của đất. Nó cũng sẽ giúp khám phá vai trò của các AMG và vai trò của chúng trong tương tác với các sinh vật khác trong đất.

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.

Nhựt Thanh
Theo Interesting engineering
CÙNG CHUYÊN MỤC
ĐỌC THÊM