Белок AHR: гибкость как ключ к реакции на разнообразные загрязнители

Новое исследование Университета Висконсина проливает свет на то, как некоторые промышленные загрязнители или аномальные уровни клеточных метаболитов способствуют развитию различных заболеваний у человека.

Исследование, опубликованное 10 апреля в Proceedings of the National Academy of Sciences, раскрыло структуру арилуглеводородного рецептора (AHR). Изначально открытый за свою роль в реакции на загрязнитель TCDD (побочный продукт сжигания ископаемого топлива или промышленных отходов), AHR, как показали десятилетия исследований, реагирует на множество других химических веществ, а также на нормальные продукты клеточного роста. Этот рецептор важен для здорового развития, но также связан с раком, иммунными и сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Проблема изучения AHR заключается в его способности реагировать на множество различных химических сигналов, которые могут вызывать разные биологические последствия. AHR неактивен в клетках до взаимодействия с химическим сигналом. После связывания его структура меняется, обнажая участок, который направляет его в ядро клетки. Там AHR образует комплекс с белком ARNT, и вместе они усиливают экспрессию генов, соответствующих полученному сигналу.

Ключевое открытие — высокая гибкость структуры AHR, особенно в сравнении с его близким родственником, белком HIF1a, который также использует ARNT, но реагирует лишь на несколько сигналов. Гибкость AHR, выявленная в его трёхмерной структуре, обеспечивает основу для универсальных механизмов ответа на разнообразные химические вещества.

"Эта структура предполагает, что когда разные химические вещества связываются с AHR, каждое из них может индуцировать слегка различные структурные изменения в белке, что, в свою очередь, может приводить к регуляции разных наборов генов", — объясняет профессор Йонгна Син.

Теперь, имея трёхмерную карту структуры, исследователи могут изучать, как каждый химический сигнал меняет структуру и функцию AHR. Это открывает путь для разработки лекарств, блокирующих действие химических веществ, связанных с развитием болезней. Цель — «перехватить» эту естественную систему организма, чтобы научиться контролировать вредные эффекты, вызываемые AHR-активными соединениями.