Как курица буквально за одну ночь формирует сравнительно толстую и очень прочную яичную скорлупу? Удивительный молекулярный секрет раскрыли специалисты из университетов Уорика (University of Warwick) и Шеффилда (University of Sheffield).
Исследователи давно выяснили, что в формировании прочной оболочки важную роль играет белок овокледидин-17 (OC-17), который обнаруживается в минеральной части яйца. Опыты показывали, что OC-17 как-то влияет на преобразование аморфного карбоната кальция (CaCO3) в кристаллы кальцита — главный строительный материал жёсткой оболочки. Однако механизм работы белка оставался неизвестным.
Учёные восполнили пробел, заложив в суперкомпьютер модели молекул, участвующих в формировании скорлупы. Оказалось, что две группы остатков аминокислоты аргинина, присутствующие на двух петлях OC-17, работают как скрепка или хомут, захватывающий наноразмерные частицы карбоната кальция. Этот захват провоцирует карбонат на превращение в нанокристалл, который начинает расти. Но самое интересное происходит дальше.
«Исследователи обнаружили невероятно элегантный процесс высокоэффективного повторного использования белка OC-17», — гласит пресс-релиз университета Уорика. Выяснилось, что чем крупнее кристалл, тем слабее химические связи, удерживающие на нём белковый зажим. В конце концов OC-17 отделяется от кальцита как раз на той стадии, когда кристалл уже может самостоятельно расти «по своему плану». Но не раньше: до зарождения кристалла белок никогда не отделится от крошечных частиц карбоната.
Освободившийся же OC-17 тотчас находит себе свежую, незанятую наночастицу карбоната и закрепляется на ней, чтобы дать старт росту нового кристаллика. Таким способом умеренное количество белковых молекул, работая катализаторами, способствует скорейшему переводу аморфного CaCO3 в кристаллическую структуру. Авторы работы полагают, что раскрытие механизма OC-17 поможет другим группам, изучающим методы воздействия на процесс формирования яйца.
Результаты исследования представлены в статье в Angewandte Chemie. Узнайте также о том, как британские учёные решили классический вопрос о курице и яйце с точки зрения генетики.
