Они переносят аммиак или ион аммония? Транспорт активный или пассивный? Биохимики уже давно размышляют над механистическими нюансами семейства белков-переносчиков аммония (Amt-белки). В их число входят белковые факторы Резус, на основе которых предложена одна из систем групп крови млекопитающих.

Ранее было известно, что Amt-белки находятся в клеточных мембранах, где они специфически транспортируют азот в бактериальные и растительные клетки. Он является принципиально необходимым компонентом для их нормального роста и развития. У млекопитающих белки Резус регулируют кислотный и ионный баланс в клетках почек и печени.

Группа учёных под руководством профессора Сусаны Андраде (Susana Andrade, сотрудница института биохимии университета Фрайбурга) выяснила транспортные свойства Amt-белков с высокой точностью на основе электрофизиологических тестов искусственных липидных систем.

Учёные клонировали мембранные белки архей — микроорганизмов, которые жили в условиях экстремальной температуры. В 2005 году специалисты из Фрайбурга уже пролили свет на кристаллическую трёхмерную структуру белка данного рода. Теперь они добавили данный белок к слою липидных молекул.

Это позволило авторам исследования напрямую измерить ионные токи. Было установлено, что положительный заряд проходит мембрану: мембранные белки не транспортируют аммиак (NH₃), но транспортируют ионы аммония NH₄⁺.

«Полученные результаты могут, в значительной степени, быть перенесены на белки Резус млекопитающих» — говорит профессор Андраде, так как изученные Amt-белки имеют близкое сходство с белками Резус, обнаруживаемыми в организме человека. Они продуцируются в крови, почках и печени, где регулируют всасывание аммония и, следовательно, рН организма. Авторы исследования протестировали три Amt-белка, которые присутствуют в бактериях, и так же скорость, с которой они позволяли аммонию проходить через мембрану.

«В будущем мы хотим модифицировать индивидуальные компоненты рассматриваемого транспортного белка, чтобы улучшить наше понимание имеющих место нюансов» — уточняет профессор Андраде.

Научная дискуссия по поводу белков Amt/Rh является результатом трудностей, возникающих при попытках различить аммиак и аммоний в ходе измерений.

Данные трудности связаны с тем, что рассматриваемые молекулы трансформируются одна в другую в непрерывном состоянии равновесия с протонами. Как утверждают авторы проведённого исследования, использованный ими метод in vitro позволил с достоверной точностью сделать определённые выводы, касающиеся процесса транспорта аммония через мембрану.

Более подробное описание результатов проведённого исследования можно найти на страницах журнала Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA.