Учеными Отдела
молекулярной нейроиммунной сигнализации ИБХ РАН совместно с коллегами
из Института общей физики им. А. М. Прохорова РАН проведено исследование
различных ядов змей с помощью рамановской спектроскопии и продемонстрирована
применимость этого метода для анализа таких сложных биомолекулярных смесей, как
яды.
Змеиные яды представляют собой многокомпонентные,
преимущественно белковые, смеси. Для изучения состава ядов в настоящее время
используются методы, основанные на хроматографии и масс-спектрометрии, которые
достаточно трудозатратны и для своей реализации требуют наличия сложного
оборудования.
Для оценки состава змеиных ядов авторы предложили
альтернативный метод, основанный на рамановской спектроскопии. Эта методика не
требует предварительной подготовки образцов, а их необходимое для анализа
количество крайне мало, что делает рамановскую спектроскопию чрезвычайно
привлекательной для исследования ядов животных, например, в полевых условиях.
Рамановский спектр белка содержит уникальную информацию о его структуре: помимо
данных об аминокислотной последовательности, спектр дает информацию о вторичной
структуре белка.
В данной работе было проведено спектроскопическое
исследование сухих ядов различных видов змей из разных родов и семейств. На
основе полученных спектров, с помощью математических методов редукции размерности
(метод главных компонент) и кластеризации, проведены классификация ядов,
отражающая их состав, и отнесение ядопродуцирующей змеи к соответствующему
семейству или даже роду. Предлагаемый метод может быть использован для анализа
как состава яда, так и вариаций ядов различных видов змей, в том числе редких и
исчезающих.
Рисунок 1. А: график главных компонент,
отражающий разделение образцов ядов на кластеры в соответствии с их составом;
В: график, полученный путем дискриминантного функционального анализа,
отражающий разделение образцов в соответствии с принадлежностью ядопродуцирующей
змеи к семейству Viperidae или Elapidae.
Это исследование проводилось в рамках работ,
реализующихся при сотрудничестве исследователей биологического и физического
коллективов, направленных на продвижение оптических методов, в частности,
рамановской спектроскопии, в область токсинологии. Ранее авторами уже был
использован этот метод для исследования структур различных токсинов; и работы в
этом направлении будут продолжены.
Исследование опубликовано в журнале Journal of Materials Chemistry B.
Григоров А.С.
Источник: Институт биоорганической химии им. академиков М. М. Шемякина и
Ю. А. Овчинникова РАН.