Исследователи из США запечатлели процесс образования кристаллической оболочки из белков вокруг некоторых микроорганизмов. Статья об этом была опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Многие микробы могут формировать на своей внешней поверхности кристаллический слой из белков. Он используется в качестве дополнительной защиты и для коммуникации клетки с окружающей средой. Белки поверхностного слоя могут хорошо кристаллизоваться, чтобы покрывать клетку сплошным слоем. Ранее эта особенность была использована для разработки функциональных наноматериалов.

В новой совместной работе ученые Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США и Стэнфордского университета выяснили, как происходит процесс кристаллизации таких белков. Оказалось, что он состоит из нескольких этапов. Образование кристалла происходит из двух разных концов белковой молекулы — содержащих, соответственно, атомы углерода и азота.

Все начинается со связывания белковых молекул по углеродному концу. За счет этого образуется двумерная решетка. Объемной она становится на следующем этапе, когда молекулы белка начинают связываться по азотному концу.

Наблюдать за процессом кристаллизации ученые смогли с помощью криоэлектронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа. Это позволило ученым увидеть, как изменяются структуры белков, когда они из одиночных молекул превращаются в кристаллические образования. Первый метод позволил также замерить скорость происходящих процессов. Оказалось, что образование трехмерной структуры с помощью связывания по азотному концу происходит в разы быстрее, чем создание двумерной кристаллической решетки.