Fotoaktīvo proteīnu struktūras pētījumi ar neitronu izkliedes metodi

Projekta norises laiks

01.06.2021. - 15.11.2021.

Projektā iesaistītās valstis un institūcija

flag-EE
Tartu Universitāte
flag-DE
Berlīnes Humbolta universitāte
flag-DE
Berlīnes Tehniskā universitāte

Projekta vadītājs

Prof. Dr. Jörg Pieper

Projekta mērķis

1.) I fotosistēmas (PSI) šķīduma struktūra tika pirmo reizi noteikta, izmantojot mazo leņķu izkliedes metodi (SANS) un selektīvi deiterētus “neredzamus” līdzekļus.

2) Tika noteikta oranžā karotinoīda proteīna (OCP) šķīduma struktūra apgaismojumā un tā komplekss ar fluorescences reģenerācijas proteīnu, izmantojot mazo leņķu izkliedi (SANS) un selektīvo deiterāciju.

Galvenās aktivitātes

Tartu Universitātes Fizikas institūta komanda sagatavoja un veica neitronu izkliedes eksperimentus (mazo leņķu izkliedes metode/SANS) un uzstādīja nemainīgu (in-situ) pozīciju paraugu optiskai ierosināšanai. Tika veikta datu analīze un strukturālo modeļu attīstīšana.

Berlīnes Humboltu universitātes komanda sagatavoja un piegādāja PSI kompleksus ar dažādiem elektronu donoriem un akceptoriem biotehnoloģiskai izmantošanai. Mazo leņķu izkliedes metodei ar kontrasta variāciju PSI tika izolēts, izmantojot pilnībā deiterētus (“neredzamus”) līdzekļus, jo protonēta līdzekļa lietošana var radīt nepilnības strukturālajos modeļos, kas veidoti no mazo leņķu izkliedes metodes iegūtajiem datiem.

Berlīnes Tehniskās universitātes komanda sagatavoja oranžā karotinoīda proteīna paraugus ar atšķirīgu karotinoīdu saturu un kompleksus ar fluorescences reģenerācijas proteīnu, izmantojot daļēju deiterāciju mazo leņķu neitronu izkliedei ar kontrasta variāciju.

Eksperimenti tika veikti ILL institūtā Grenoblē, Francijā, ar mazo leņķu neitronu izkliedes metodi, daļēji ar nemainīgu (in-situ) apgaismojumu, izmantojot neitronu izkliedēšanas iekārtu. Eksperimentus nebija iespējams veikt MLZ izpētes centrā Gārhingā, Vācijā, kur sākotnēji bija plānots, jo iekārtām bija tehniskas problēmas.

Tiešā un netiešā mērķa grupa

Tiešā: Projekts nostiprināja sadarbību starp neitronu izkliedes komandu Fizikas institūtā Tartu, Igaunijā, un abām Berlīnes komandām (Berlīnes Humboltu universitāte un Berlīnes Tehniskā universitāte). Kopumā projektā bija iesaistīts viens pēcdoktorants un četri doktoranti: no Fizikas institūta Tartu – Maksims Golubs (Maksym Golub), Nikolass Krojs (Nicholas Croy), Mina Hajizadeha (Mina Hajizadeh), no Berlīnes Humboltu universitātes – Jeļena Boika (Jelena Boyka) un no Berlīnes Tehniskās universitātes – Markuss Moldenhauers (Marcus Moldenhauer).

Netiešā: Aptuveni 20-30 zinātnieku neitronu izkliedes jomā Igaunijā un citās Baltijas valstīs gūs labumu no gaidāmo rezultātu izplatīšanas. Turklāt izstrādātās metodes veicinās Igaunijas ieguldījumu Eiropas Atomskaldīšanas centrā (ESS). Šajā gadījumā zinātnieku kopiena, kas gūs labumu, varētu sasniegt vairākus tūkstošus.