Белки формируют гибкие сети для транспорта молекул в клетки

Исследователи получили новые данные о молекулярных процессах клатрин-опосредованного эндоцитоза — ключевого механизма поглощения клетками питательных веществ, сигнальных молекул и рецепторов.

Исследование группы доктора Сигрид Миллес, Андромахи Папагианнулы и доктора Иды Марии Ведель из Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie в Берлине сосредоточено на молекулярных взаимодействиях между EH-доменами белка эндоцитоза Eps15 и внутренне неупорядоченным фрагментом Dab2.

Результаты опубликованы в Nature Communications.

С помощью высокоразрешающей ЯМР-спектроскопии учёные показали, что EH-домены Eps15 связываются гораздо более универсально, чем считалось ранее. Вместо распознавания только одного классического мотива связывания, они также присоединяются к другим последовательностям, содержащим фенилаланин.

Неожиданно оказалось, что Eps15 связывается не только со своим партнёром Dab2, но и с собственным внутренне неупорядоченным сегментом (Eps15IDR). Это приводит к своего рода самоингибированию, но одновременно обеспечивает способность Eps15 формировать жидкообразные конденсаты (жидко-жидкое фазовое разделение). Dab2320-495 сам по себе не может образовывать капли, но рекрутируется в конденсаты Eps15, не нарушая их формирования.

Важное открытие: и Eps15IDR, и Dab2320-495 могут одновременно связываться с комбинированной доменной областью EH123, несмотря на конкуренцию за одни и те же сайты связывания. Это взаимодействие создаёт очень динамичную, гибкую сеть.

«То, что белки, конкурирующие за взаимодействие между EH-доменами и Eps15IDR, могут проникать в конденсаты Eps15, удивительно и не было напрямую ожидаемо. Это означает, что Eps15, вероятно, способен рекрутировать множество других белков к мембране», — говорит Сигрид Миллес.

Слабые связи как условие клеточной гибкости

Результаты показывают, что слабость здесь — это сила: связи между белками не жёсткие, а намеренно непрочные. Только так они могут быстро отсоединяться и присоединяться вновь — решающий фактор для высокой динамики эндоцитоза.

Исследователи под руководством Сигрид Миллес предложили новую модель того, как молекулярная универсальность и самоорганизация обеспечивают бесперебойное и гибкое протекание жизненно важных транспортных процессов в клетке.

В долгосрочной перспективе эти знания могут помочь лучше понять заболевания, при которых нарушен эндоцитоз, например, рак или нейродегенеративные болезни.