Шаперонины, одни из т.н. белков теплового шока, представляют собой большие белковые комплексы, у которых имеется внутренняя полость. В клетке шаперонины выполняют очень важную функцию: обеспечивают правильное сворачивание других белков.

Однако специалисты в области нанотехнологии нашли и другое применение для этих молекул.  Дело в том, что в полость шаперонина может быть помещен не только белок, но и, например, наночастица золота или квантовая точка.

У шаперонинов обнаружилась и другая интересная особенность: в определенных условиях они способными формировать ленты и двумерные массивы с высокой степенью упорядоченности. Такие «двумерные кристаллы» можно использовать как матрицы для создания упорядоченного массива квантовых точек.

Исследователи использовали шаперонин одного из самых экстремальных жителей нашей планеты – архебактерии  рода Sulfolobus, которая живет при температуре выше 80 °С и pH ниже 3,0. Эти шаперонины состоят из 18 субъединиц и называются розеттасомами (rosettasome).

Для начала исследователи изучили строение розеттасомы: этот белковый комплекс состоит из двух колец, каждое из которых образовано 9 белковыми субъединицами (впрочем, такое строение характерно для всех шаперонинов, только число субъединиц варьирует). Каждая субъединица, в свою очередь, имеет три домена: экваториальный, маленький промежуточный и апикальный. Ученые предположили, что экваториальный домен отвечает за взаимодействие субъединиц, тогда как апикальный – за размер центральной полости. Диаметр полости природной розеттасомы  составляет 3 нм.

Были смоделированы мутантные субъединицы, лишенные части или целого апикального домена, и предсказана форма розеттасом, составленных из таких измененных субъединиц. Чтобы не быть голословными, после моделирования ученые синтезировали эти белки и изучили их параметры. К радости исследователей, мутантные белки не только собирались в двойные кольца, как было предсказано, но и формировали ленты и двумерные массивы.

Итак, благодаря этим исследованиям теперь есть возможность выбрать шаперонин с диаметром полости заданного размера: 3, 9, 10 или 11 нм.