Атомная структура "молекулярной машины" раскрывает её роль в установке мембранных белков

Ученые из Института Ван Андела впервые определили атомную структуру "молекулярной машины", ответственной за встраивание критически важных сигнальных белков в клеточные мембраны.

Результаты, опубликованные в Nature, проливают новый свет на этот процесс и закладывают основу для потенциальной терапии таких заболеваний, как рак, болезнь Альцгеймера и муковисцидоз.

Белки — это молекулярные рабочие лошадки организма. Около трети из них являются мембранными белками, чьи функции включают передачу информации в клетку и из неё, а также транспорт ионов и молекул через клеточную мембрану. Более половины лекарств на рынке нацелены именно на мембранные белки.

Комплекс мембраны эндоплазматического ретикулума (EMC) встроен в систему мембран внутри клеток. Когда работа EMC нарушается, производство белков может пойти неправильно, что приводит к созданию дефектных белков. Например, проблемы с EMC напрямую связаны с муковисцидозом — генетическим заболеванием легких, вызванным неправильной сборкой белка CFTRDF508.

С помощью мощных крио-электронных микроскопов (cryo-EM) ученые визуализировали EMC у обычного штамма дрожжей. Они обнаружили, что дрожжевой EMC больше, чем считалось ранее, и содержит восемь белковых субъединиц вместо шести. Кроме того, ядро EMC напоминает белок, выполняющий аналогичную функцию у бактерий, что предполагает эволюционное происхождение EMC у эукариот (включая млекопитающих) от бактериальных систем.

Эти данные раскрывают механизмы встраивания мембранных белков и их перехода из неструктурированной формы в функциональную.