Неожиданные белковые структуры связывают бактерии, вирусы и эукариоты в управлении ДНК

от

Исследование клеточных компонентов у бактерий неожиданно открыло особенность, имеющую значение для многих форм жизни, прокладывая путь для разнообразных исследований, биотехнических и медицинских применений.

Группа исследователей под руководством профессора Тунга Ле в Центре Джона Иннеса в сотрудничестве с доктором Антуаном Ошером из Кембриджского университета решила изучить ключевой белок ParB. Этот белок помогает бактериям разделять реплицированные или «сестринские» хромосомы — жизненно важный этап в делении клеток и, следовательно, для выживания.

Белки ParB действуют как молекулярный зажим

Белок ParB действует как молекулярный зажим, который захватывает и перемещается вдоль ДНК. Таким образом, несколько белков ParB накапливаются на ДНК, чтобы служить рукояткой, помогающей перемещать репликационные «сестринские» хромосомы в каждую новую «дочернюю» клетку.

Это поле было революционизировано шесть лет назад с открытием, что ParB связывает и разрушает небольшую молекулу нуклеотида, называемую CTP, для переключения между открытой и закрытой формой зажима, идентифицируя ParB как первый известный CTP-зависимый молекулярный переключатель.

Обнаружение новой структуры

Недавнее сотрудничество под руководством Центра Джона Иннеса, основанное на этом открытии, провело крупномасштабное исследование, которое показало, что структурная особенность, обеспечивающая связывание CTP, известная как складка ParB-CTPase, простирается гораздо дальше, чем предполагалось ранее.

Используя биоинформатику и биохимию, исследователи показали, что эта складка является широко распространённой особенностью многих форм жизни, помимо бактерий, включая археи, эукариоты и вирусы.

Исследование, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences, также показывает, что складка универсальна — она не только связывается с CTP, но и с другими распространёнными нуклеотидами, включая ATP и GTP, включая первые примеры GTP-связывающих белков, подобных ParB.

Эта универсальность предполагает ранее не распознанные биологические функции и может открыть новые возможности для исследований в этой области.

Доктор Йована Калджевич, соавтор и соответствующий автор из Центра Джона Иннеса, сказала: «Было так волнительно увидеть, как одна белковая структура, давно изученная у бактерий, связывает широкий спектр белков, встречающихся во всех областях жизни. Это показывает, что эволюция неоднократно переиспользовала одну и ту же молекулярную архитектуру для совершенно разных функций. Это открытие создаёт основу для новой области, изучающей эволюцию, механизм и функции белков, подобных ParB, во всех областях жизни».

Доктор Кирилл Суковерков, соавтор, добавил: «Следующим шагом для исследователей является расширение сравнительного, биохимического и структурного анализов для определения последовательных и структурных особенностей, которые предсказывают, предпочитает ли данный Par–B–CTPase fold CTP, ATP, GTP или другие малые молекулы».

В более широком смысле, исследование может также привести к пониманию генетической регуляции, биотехнологическим применениям и новым стратегиям борьбы с устойчивостью к противомикробным препаратам, одной из основных угроз для здоровья человека в XXI веке.

Предоставлено Центром Джона Иннеса.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте