
Ученым из Китая удалось создать
самособирающиеся белковые нанопровода, которые могут запасать и передавать энергию наподобие
светособирающих комплексов у бактерий. Авторы считают, что такие структуры
могут найти применение в биосовместимых искусственных преобразователях
энергии. Статья опубликована в журнале ACS Nano. 
В бактериях светособирающие комплексы ответственны за поглощение света и передачу энергии на реакционные центры с помощью различных механизмов. В качестве такой чувствительной «антенны» у
некоторых бактерий выступают кольцеобразные структуры — LH2 комплексы — в состав которых входят молекулы пигментов. Авторы новой работы решили «скопировать» природные механизмы запасания энергии, используя похожий по структуре кольцевидный белок SP1. К нему ученые прикрепили хромофоры и собрали протяженную стержнеобразную структуру,
способную передавать энергию от одного конца стержня к другому.
SP1 состоит из 12 субъединиц, связанных между собой гидрофобными
взаимодействиями (склонностью отталкиваться от воды). Гидрофильные (притягивающиеся
к воде) стороны этих белков обращены наружу таким образом, что
образуется двуслойная кольцеобразная структура, состоящая из 6 сегментов. В нейтральной среде поверхность белка оказывается
отрицательно заряженной, что позволяет использовать электростатические
взаимодействия для связывания SP1 в различные
сложные структуры.
 В качестве такого положительно-заряженного
«связывающего» звена могут выступать мицеллы — шарообразные структуры, которые
образуются в растворах поверхностно-активных веществ (ПАВ). Концы длинных органических
молекул ПАВ обладают разными свойствами по отношению к растворителям: один из
них гидрофобен, а другой гидрофилен. Таким образом, в водных растворах молекулы
будут стремиться расположится так, чтобы гидрофильные концы были обращены к
воде, а гидрофобные не имели с ней контакта. Один из вариантов — образование шароообразной
структуры (мицеллы), в которой все гидрофобные концы обращены внутрь. Размеры мицелл
очень легко варьировать за счет концентрации ПАВ в растворе.
Авторы работы показали, что в
присутствии мицеллы, два белка SP1 стремятся
образовать «сэндвич» с ней посередине. Образование «сэндвича», в свою очередь, запускает
самопроизвольный процесс присоединения других мицелл и белков к структуре. В
результате происходит самосборка нанопровода, в котором чередуются молекулы
белка и мицеллы.
