Роговица человеческого глаза представляет собой высококонцентрированную смесь нескольких белков. Защитные белки препятствуют агрегации и комкованию белков роговицы. При нарушении защитной функции роговица может потерять прозрачность, и у пациента может развиться катаракта.

Трехмерное изображение αB кристаллина, получено с помощью электронной микроскопии. В человеческом глазу эта молекулярная машина играет роль «шаперона», предотвращающего агрегацию белков. (Рисунок из PNAS, 2009, DOI: 10.1073/pnas.0902651106)

Две исследовательские группы из Технического Университета Мюнхена определили архитектуру молекулы защитного белка. Их открытие может дать больше информации о принципах работы этого защитного белка и позволит помочь в разработке методов лечения катаракты.

Белковые комплексы отвечают за жизненно важные процессы в клетках. Свойства таких «молекулярных машин» определяются их трехмерным строением. Непосредственно после синтеза белки представляют собой длинные цепи, состоящие из аминокислотных остатков, которые образуют определенные трехмерные структуры с помощью белков-шаперонов. Если процесс образования трехмерной структуры протекает неправильно, образующийся клубок белка не может выполнять свою биологическую роль.

Малые белки теплового шока [small heat shock proteins (sHsp)] представляют собой особенно важную группу шаперонов, предотвращающую агломерацию белков. Главными представителями sHsp человека являются αB кристаллин и родственный αА кристаллин. В теле глаза чаще встречается αА кристаллин, αB кристаллин более характерен для мышечной ткани и мозга. Неправильная работа αB кристаллина в клетках ткани может приводить к развитию онкологических и неврологических заболеваний.

Многие исследовательские группы изучали свойства и биологическую роль α-кристаллинов, однако до настоящего времени строение этих белков так и не удалось определить. Исследователи из Технического Университета Мюнхена получили однообразные кристаллы αА кристаллина и αB кристаллина, которые удалось проанализировать с помощью электронной микроскопии. Впервые было показано, что αB кристаллин образует глобулярную структуру, напоминающую футбольный мяч и состоящую из 24 субъединиц.