Коллаген против времени. Как древние белки избегают разрушения

Окаменелости динозавров, которым более 195 миллионов лет, содержат коллаген, несмотря на то, что пептидные связи, соединяющие белки, обычно разрушаются через 500 лет. Ученые из Массачусетского технологического института предложили объяснение, как этот белок может сохраняться столь длительное время.

Исследователи обнаружили, что особое атомное взаимодействие в структуре коллагена защищает его от воздействия молекул воды, препятствуя процессу гидролиза. Это открытие позволяет понять, почему коллаген, основной белок соединительных тканей, может сохраняться в течение миллионов лет. Работа была опубликована в журнале ACS Central Science.

Коллаген является важным компонентом костей, кожи, мышц и других тканей животных. Благодаря своей уникальной структуре, он формирует прочную тройную спираль, что делает его устойчивым к физическим воздействиям. Рон Рейнс, профессор MIT, отметил:

«Мы обнаружили, что взаимодействие атомов углерода и кислорода в коллагене предотвращает проникновение воды и разрушение пептидных связей, что объясняет его исключительную устойчивость».

— Рон Рейнс, профессор химии MIT

Ранее учёные находили следы коллагена в окаменелостях динозавров, что вызывало вопросы о его сохранности на протяжении десятков миллионов лет. Рейнс и его команда изучили молекулярные процессы, которые могут объяснить этот феномен. В частности, исследователи установили, что карбонильные группы коллагена могут разделять электроны, создавая защитный барьер против молекул воды.

В ходе экспериментов были использованы искусственные аналоги коллагена, которые показали, что транс-форма пептидных связей делает белок устойчивым к гидролизу. Эта защита не позволяет воде проникнуть внутрь структуры и разрушить белок. Тем не менее, учёные не исключают, что другие факторы также могут влиять на сохранение коллагена в течение миллионов лет, и их исследование открывает новые горизонты для изучения молекулярных механизмов долговечности белков.