Расшифрован механизм сборки BAR-белков, управляющих кривизной клеточной мембраны

Белки с Bin-Amphiphysin-Rvs (BAR) доменом играют ключевую роль в регуляции кривизны клеточной мембраны, что важно для таких процессов, как эндоцитоз и подвижность клеток. Они вызывают искривление мембраны, собираясь в упорядоченные олигомерные структуры, однако механизм этой сборки оставался малоизученным.

Исследователи из Nara Institute of Science and Technology (NAIST) раскрыли этот механизм на примере белка GAS7, содержащего F-BAR домен. Результаты опубликованы в Science Advances.

Ключевой метод и наблюдение

  • Для анализа олигомерной сборки GAS7 использовали метод флуоресцентного резонансного переноса энергии (FRET), пометив субъединицы GAS7 флуоресцентными метками.
  • Сборка GAS7 на поверхности липидных мембран происходила очень быстро — в течение секунд.
  • Этот процесс усиливался присутствием ряда белков: WASP/N-WASP, WISH, Nck, активированной малой GTPазы Cdc42 и мембрано-якорного фагоцитарного рецептора.
  • Микроскопия гигантских мембранных везикул подтвердила олигомерную сборку: вместо равномерного распределения GAS7 накапливался на отдельных участках мембраны.

Роль WASP и связь с заболеванием

  • Белок WASP, мутации которого вызывают синдром Вискотта-Олдрича (иммунологическое расстройство), оказался критически важен.
  • Мутации WASP отменяли регулируемую сборку GAS7 как in vitro, так и в процессе фагоцитоза.
  • Это открытие объясняет дефектный фагоцитоз у макрофагов пациентов с синдромом Вискотта-Олдрича, поскольку GAS7 участвует в этом процессе.

Выводы и значение

Исследование показало, что WASP, Cdc42 и другие белки, связывающиеся с суперсемейством BAR-доменов, способствуют сборке GAS7 на мембранах. Сама собранная структура BAR-домена служит «каркасом» (платформой) для связывания других белков, облегчая передачу сигналов под мембраной.

«Поскольку белок WASP обычно связывается с суперсемейством BAR-белков, наблюдаемый здесь механизм сборки, вероятно, работает и для других BAR-белков. Мы считаем, что наше исследование предоставляет прорывную информацию для изучения формирования клеточной формы и белковых конденсатов», — заключает Широ Суэцугу.

2023-04-26