Наноизображения белкового комплекса раскрывают секрет цепной реакции свёртывания крови

от

Если вы когда-нибудь случайно порезались о стекло или бумагу, вы могли заметить, что остановить кровотечение бывает непросто. Учёные давно задавались вопросом, как запускается каскад событий, приводящий к свёртыванию крови, особенно учитывая, что этот процесс имеет жизненно важные последствия. Слишком слабое свёртывание может привести к потере крови, а слишком сильное — к инфаркту или инсульту.

Новые детализированные 3D-структуры белков, участвующих в свёртывании крови

Новые детализированные трёхмерные структуры белков, участвующих в свёртывании крови, полученные благодаря криогенной электронной микроскопии (крио-ЭМ), раскрыли тайну, которая ставила в тупик биохимических химиков более 30 лет. Крио-ЭМ — это структурный подход, при котором биологические образцы заключаются в слой аморфного льда и визуализируются с помощью мощных электронных микроскопов.

Джеймс Моррисси, доктор философии, профессор биохимии в Медицинской школе Университета Мичигана, изучает различные белки, участвующие в свёртывании крови, с 1980-х годов. Чтобы раскрыть их структуру, он объединился с экспертом по крио-ЭМ Мелани Ои, доктором философии, профессором клеточной и эволюционной биологии в Медицинской школе Университета Мичигана и научным сотрудником Института наук о жизни Университета Мичигана. Их исследование [опубликовано](https://ashpublications.org/blood/article/doi/10.1182/blood.2025029430/546735/Cryo-EM-structure-of-the-tissue-factor-factor-VIIa) в журнале Blood.

«Большинство белков, участвующих в свёртывании крови, являются растворимыми белками, циркулирующими в крови, и есть один белок, который находится на поверхности клеток вне сосудов», — объяснил он.

Процесс свёртывания крови

Нормальный процесс свёртывания крови включает фермент с двумя субъединицами: тканевым фактором и фактором VIIa. Когда эта комбинация связывается с поверхностью клетки, она запускает каскад свёртывания крови, сказал он. Клеточная мембрана играет важную роль в том, произойдёт ли свёртывание.

«Счастливая, здоровая клетка в состоянии покоя не будет связывать эти белки, участвующие в свёртывании крови», — сказал он. Но повреждение вызывает перемещение определённых фосфолипидов из липидного бислоя, составляющего клеточную мембрану, на внешнюю сторону клетки, где белки, участвующие в свёртывании крови, связываются с ними, объяснил он.

В случае обильно кровоточащего пореза бумагой «может случиться так, что если вы не повредите достаточно клеток и не обнажите достаточное количество этих фосфолипидов на поверхности повреждённых клеток для рекрутирования белков, участвующих в свёртывании крови, то свёртывание замедлится», — отметил Моррисси.

Этот процесс было чрезвычайно трудно изучить, поэтому Моррисси и его коллеги использовали крио-ЭМ для определения трёхмерных структур, которые позволили им построить атомную модель взаимодействий белков при их ассоциации с липидным нанодиском.

Они обнаружили, что комплекс тканевого фактора и фактора VIIa связывается со вторым белком в каскаде свёртывания крови, называемым фактором X, перемещая небольшой участок тканевого фактора в сторону, изменяя структуру так, что фактор X может присоединиться к этому участку, подобно двум частям головоломки, соединяющимся вместе.

«Было волнительно определить структуру, которая помогает решить давнюю тайну о том, почему тканевой фактор может активировать каскад свёртывания крови только тогда, когда специфические липиды обнаруживаются на внешней стороне клетки. Для меня эта работа подчёркивает две сильные стороны проведения исследований в Университете Мичигана — лёгкость установления успешных междисциплинарных коллабораций и доступ к одной из лучших установок криоэлектронной микроскопии в мире. Работа в такой среде делает интересным решение сложных структурных задач», — сказала Ои.

Результаты помогают объяснить «то, что люди знали годами: что эта часть тканевого фактора была важна для распознавания субстрата и запуска реакции. Но никто не мог понять, как белки на самом деле стыкуются друг с другом», — сказал Моррисси.

Антикоагулянтные препараты, такие как варфарин, назначаемые для лечения опасного свёртывания крови, ослабляют способность этих белков взаимодействовать на клеточной мембране, но они работали без полного понимания учёными того, что происходит. Эта фундаментальная научная работа наконец-то даёт новое представление о механизме, стоящем за этим.

Предоставлено [Университетом Мичигана](https://phys.org/partners/university-of-michigan/)

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте