Белок — это наноразмерная молекулярная машина, которая активируется и деактивируется по внешней команде. Команда поступает, когда к белку присоединяется другая молекула — подобно тому, как ключ входит в замок. Это связывание вызывает конформационное изменение белка, и сигнал передаётся дальше по цепи. Однако долгое время оставалось неясным, как именно сигнал распространяется внутри белковой структуры.

Теперь исследователи объединили два метода: сверхбыструю лазерную спектроскопию и молекулярно-динамическое моделирование. Лазерная вспышка возбуждает белок, запуская его движение, а компьютерная симуляция воспроизводит эти движения на экране. Сравнивая экспериментальные и расчётные данные, учёные определили, какие участки белка приходят в движение первыми, а какие — позже. Выяснилось, что сигнал распространяется по цепочке из нескольких аминокислот — как в эстафете, где эстафетная палочка передаётся от одного бегуна к другому.

Этот подход универсален для различных белков. Например, учёные проверили его на белке PDZ3, который передаёт сигналы в клетках, и на PDZ2, который высвобождает захваченную молекулу под действием света. В обоих случаях удалось наблюдать, как сигнал пробегает по белку за миллиардные доли секунды. Такое знание поможет создавать лекарства с точным нацеливанием и понимать, почему белки иногда дают сбои и вызывают заболевания.