Учёные создали 3D-модель регуляторного белка Bax

Международная группа учёных из Свободного университета Берлина, Тюбингенского университета и Швейцарской высшей технической школы Цюриха (ETH) представила новую 3D-модель белка Bax — ключевого регулятора гибели клеток (апоптоза). В активном состоянии Bax формирует поры в мембранах митохондрий, что приводит к выходу белков из межмембранного пространства в цитоплазму. Этот процесс запускает каскад реакций, завершающихся гибелью клетки, который часто нарушен в раковых клетках.

С помощью метода спектроскопии двойного электрон-электронного резонанса (Double Electron-Electron Resonance) группа под руководством профессора Энрики Бординьон из Свободного университета Берлина показала, что активный Bax присутствует на мембране в форме димерных сборок. Их клещевидные структуры играют центральную роль в процессе образования пор. Ранее науке была известна лишь кристаллическая структура укороченного основного домена Bax, в то время как структура полноразмерного белка оставалась нерешённой задачей. Представленная 3D-модель объясняет механизм работы Bax и может помочь в будущей разработке новых противораковых препаратов. Результаты опубликованы в престижном журнале Molecular Cell.

Ключевые изменения в структуре

• Активный Bax организуется на мембране в виде димеров.
• Два основных домена белка образуют стабильное взаимодействие вдоль спиралей 2-5.
• Спирали 6-9 реорганизуются: они отделяются от основного домена и принимают динамичную конфигурацию на мембране.
• Наиболее значимое конформационное изменение — раскрытие шпильки, образованной спиралями 5-6 в каждом мономере, для сборки клещевидной димерной структуры.

Согласно модели, эта новая конформация «зажимает» липидный бислой мембраны, формируя тороидальную пору.

Модель, предложенная Энрикой Бординьон и её коллегами, подчёркивает значительное преобразование Bax из неактивного состояния в водной среде в активное, связанное с мембраной. Это делает устаревшими предыдущие модели, основанные на постоянном сохранении шпилек 5-6.

«Если мы поймём, как белок Bax деформирует мембрану и образует поры, мы станем на шаг ближе к пониманию того, как умирают клетки, и, следовательно, на шаг ближе к разработке новых противораковых препаратов, которые должны способствовать гибели клеток», — говорит Энрика Бординьон.