Недавно обнаруженный белок передаёт ферменты, как эстафету

от

Международная группа исследователей выявила новый белок, который специфически транспортирует ферменты в пероксисомы. Его механизм действия необычен: он работает как эстафетный бегун.

Пероксисомы — это крошечные пузырьки, наполненные ферментами, которые присутствуют во всех клетках, особенно в клетках печени. Они участвуют в различных важных метаболических реакциях, включая расщепление жирных кислот и формирование биомембран, таких как миелиновая оболочка нервных волокон. Они также помогают детоксикации клеток путём расщепления вредного пероксида водорода.

Если пероксисомы не функционируют должным образом или отсутствуют, это может привести к серьёзным последствиям, как показано на примере заболеваний спектра Зеллвегера. При этих редких наследственных нарушениях нарушаются функции печени, почек, мозга и других органов. Люди, страдающие тяжёлой формой, обычно живут всего несколько месяцев.

Хотя о пероксисомах известно многое, ключевые вопросы о том, как именно они функционируют, остаются без ответа. Профессор Беттина Варшайд, возглавляющая кафедру биохимии II в Университете Юлиуса-Максимилиана (JMU) в Вюрцбурге, вместе со своей командой ищет ответы. Её команда вместе с партнёрами из США и Португалии опубликовала свои выводы в журнале Nature Cell Biology.

По сути, речь идёт о том, как пероксисомы импортируют определённые ферменты — без этих ферментов они не смогли бы расщеплять жирные кислоты. За этот процесс отвечают специальные белки, называемые пероксинами, или сокращённо PEX.

«Мы идентифицировали новый пероксин, PEX39, который участвует в импорте ферментов через ранее неизвестный механизм», — говорит Даниэль Вендшек, первый автор публикации и докторант в команде Варшайда. Это открытие необычно, потому что за последние 20 лет не был описан ни один новый человеческий пероксин.

Механизм действия белка PEX39 можно сравнить с эстафетным бегуном: он захватывает ферменты, которые нужно транспортировать, переносит их, как эстафетную палочку, к пероксисомам и передаёт следующему участнику цепи импорта на пероксисомальной мембране.

Строго говоря, белок PEX39 не был новым открытием. О его существовании стало известно после расшифровки генома человека. Однако до сих пор никто не мог сказать, где в организме он присутствует и какую роль играет.

Команда Варшайда обнаружила этот белок, присутствующий в организме в крайне малых количествах, с помощью масс-спектрометрического анализа белковых комплексов из дрожжей.

«Основываясь на этом анализе, мы нашли первое указание на то, что он может играть роль в пероксисомах», — говорит Вендшек. Доказательства появились благодаря специально сконструированному дрожжевому мутанту, у которого отсутствует PEX39. Он очень плохо рос на олеиновой кислоте в качестве источника углерода — а в клетках дрожжей олеиновая кислота метаболизируется исключительно в пероксисомах.

Многие дрожжевые белки почти идентичны человеческим; исследования на клетках человека подтвердили важность PEX39 для импорта пероксисомальных ферментов.

Помимо команды Варшайда, значительный вклад в эту исследовательскую работу внесли следующие учёные: профессор Ральф Дж. ДеБерардини и доктор Уолтер У. Чен из Центра человеческого роста и развития Юджина Макдермотта (США) и профессор Хорхе Азеведо и доктор Тони Родригес из Университета Порту (Португалия).

Группа Варшайда продолжит исследовать PEX39. Результаты могут помочь учёным лучше объяснить закономерности заболеваний, которые до сих пор были плохо изучены.

Однако сначала исследователи из Вюрцбурга сосредоточатся на детальном изучении недавно открытого функционального механизма PEX39 на структурном уровне.

«Хотя пероксисомы были открыты 70 лет назад, они всё ещё хранят много тайн, — говорит профессор JMU. — Наша цель — решить эти загадки, используя новейшие методы масс-спектрометрии высокого разрешения и структурного анализа».

Предоставлено Университетом Вюрцбурга.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте