Badania grupy Joanna Sułkowskiej nad rozwijaniem białka z podwójnym węzłem opublikowane w czasopiśmie eLife
23 02 2026
Kategoria: Research highlights, Strona główna
Białka splątane stanowią około 2% wszystkich białek bazieProtein Data Bank (PDB), ale jak dotąd zarejestrowano tam tylko łańcuchy polipeptydowe zawierające pojedyncze sploty. W najnowszym badaniu Interdyscyplinarnego Laboratorium Modelowania Systemów Biologicznych Joanny Sułkowskiej, opublikowanym w czasopiśmie eLife, naukowcy z CeNT przedstawili pierwszą strukturę krystaliczną białka TrmD-Tm1570 z Calditerrivibrio nitroreducens (Cn), PDB ID: 8B1N, należącego do rodziny SPOUT. Tworzy on kompleks homodimeryczny, który wiąże SAM i Mg2+. TrmD-Tm1570 składa się z dwóch domen, TrmD i Tm1570, z których każda zawiera najprostsze węzły trefoil 31. Przedstawiono również szczegółowe cechy strukturalne TrmD-Tm1570, a także poszczególnych domen.
Wykorzystując techniki eksperymentalne z zakresu biofizyki oraz symulacje komputerowe oparte na metodach sztucznej inteligencji, grupa Sułkowskiej zbadała ich stabilność termiczną i termodynamiczną, a także ich rozkładanie mechaniczne. Na podstawie symulacji dynamiki molekularnej (MD) z wykorzystaniem modelu opartego na strukturze Cα (SBM-Cα) oraz UNRES (gruboziarnistego) wykazali, że same kontakty natywne nie są wystarczające do złożenia białek z podwójnym węzłem. Jednak kontakty natywne są wystarczające do zwinięcia białek z pojedynczym węzłem TrmD i Tm1570 do ich natywnych konformacji. Korzystając z tego samego modelu, zidentyfikowali możliwe ścieżki rozkładania i rozwiązywania, w których każda domena może samodzielnie się wiązać. Eksperymenty z użyciem pincety optycznej (OT) wykazały, że proces ten jest również odwracalny, chociaż rozciągnięty stan pozostaje zawiązany. Ponadto naukowcy zaobserwowali wyższą stabilność termiczną i mechaniczną w Tm1570 w porównaniu z TrmD, co można częściowo przypisać położeniu rdzenia węzła. Ogólnie rzecz biorąc, wyniki sugerują, że białko z podwójnym węzłem z rodziny SPOUT może się tylko częściowo samodzielnie zwijać, a pełne zawiązanie węzła może wymagać pomocy białka opiekuńczego.
Fernando Bruno da Silva, Szymon Niewieczerza, Iwona Lewandowska, Mateusz Fortunka, Maciej Sikora, Laura-Marie Silbermann, Katarzyna Tych, Joanna I Sulkowska, Multi-barrier unfolding of the double-knotted protein, TrmD–Tm1570, revealed by single-molecule force spectroscopy and molecular dynamics, eLife. https://elifesciences.org/reviewed-preprints/108823