Аргинилирование регулирует активность фермента PRPS2, важного для рака

Новое исследование показывает, как посттрансляционная модификация белков — аргинилирование — напрямую регулирует активность фермента PRPS2, необходимого для жизни и часто гиперактивного при раке.

Ключевые открытия

• Аргинилирование (присоединение молекулы аргинина к белку) впервые показано как механизм регуляции ферментативной активности, а не только маркер для деградации белка.
• Ферменты PRPS1 и PRPS2 почти идентичны по аминокислотной последовательности и участвуют в синтезе пуриновых нуклеотидов (A и G в ДНК).
• Однако только PRPS2 подвергается аргинилированию, что делает его почти в три раза более активным.
• В клетках с неработающим ферментом ATE1 (добавляет аргинин) нарушен синтез пуринов и повышены уровни белков PRPS.

Механизм регуляции

• При аргинилировании PRPS1 становится нестабильным и быстро разрушается, а PRPS2 выживает и сохраняет высокую активность.
• Учёные предполагают, что разница заложена в нуклеотидной последовательности мРНК (а не в аминокислотной последовательности белка).
• Структура мРНК PRPS1, вероятно, замедляет трансляцию, делая белок уязвимым к деградации после аргинилирования. мРНК PRPS2 лишена таких "препятствий".

Значение для науки и медицины

• Работа меняет представление: кодирующая последовательность ДНК определяет не только аминокислотный состав белка, но и его посттрансляционную регуляцию через структуру мРНК.
• Поскольку PRPS2 способствует росту раковых клеток, аргинилирование становится потенциальной мишенью для терапии.
• Открытие указывает на новую возможную стратегию генотерапии: вносить замены в ДНК, которые не меняют аминокислотную последовательность белка, но изменяют его регуляцию (например, через структуру мРНК).

Исследование (Калифорнийский университет, Пенсильванская школа ветеринарной медицины) опубликовано в Nature Communications. Ведущий автор — профессор Анна Кашина.