#зоопарк_одобряет

Как вирусные канальные родопсины выключаются ионами кальция

Оптогенетика - интереснейшая область, которая изучает, как можно управлять живыми клетками с помощью света (а нужно это для того, чтобы глубже изучать, как отдельные типы клеток работают в тех или иных тканях - особенно часто это применяется для нейронов). Делают это, например, встраивая в ДНК гены, благодаря которым появляются светочувствительные белки - опсины (именно они отвечают за зрение).

Один из самых многообещающих классов - вирусные канальные родопсины (VCR1), кодируемые гигантскими вирусами. Они пропускают как одно-, так и двухзарядные катионы, включая натрий и кальций, что делает их ценным инструментом для управления возбудимостью клеток. Но есть нюанс: при некоторых концентрациях кальция канал блокируется, а вот как это происходит, было непонятно.

Международный консорциум ученых с участием команды из МФТИ @miptru разобрался с этой задачей. Они определили структуру белка сразу несколькими методами в присутствии разных катионов и нашли конкретный сайт связывания кальция (рядом с остатками T87 и T88, в непосредственной близости от ретиналя - хромофора, поглощающего свет).

При фотоактивации белок должен совершить перестройку внутриклеточных "ворот" - в частности, поворот остатка E44, открывающий путь для ионов. Но связанный кальций сделать это не дает, в результате ионная проводимость нарушается. Вместо прохождения через канал ионы натрия накапливаются в промежутке между E44, S208 и карбонильным кислородом остатка K204, который удерживает ретиналь. Авторы справедливо отмечают, что все это может сильно пригодиться для методов более "тонкой настройки" в оптогенетике.

Статья вышла в Nature Communications (IF = 15.7)