Учёные получили более чёткое представление о сортировке белков хрусталика глаза

Новое исследование раскрывает механизмы, благодаря которым белки, критически важные для прозрачности хрусталика глаза, правильно сортируются и локализуются в липидных бислоях мембран. Исследование, опубликованное Cell Press в выпуске Biophysical Journal от 3 ноября, анализирует, как взаимодействия между липидами и белками могут избирательно концентрировать белки в определённых областях клеточной мембраны.

Все клетки окружены динамической полупроницаемой структурой — плазматической мембраной. Она состоит из тонкого бислоя липидов, в который встроено разнообразное множество белков. Исследования показали, что липиды и белки распределены в плазматической мембране не случайно. Вместо этого функциональные микродомены, или «рафты», обогащены определёнными липидами и белками. Хотя сегрегация многих классов липидов и белков в рафтах изучена подробно, механизмы сортировки трансмембранных белков, образующих каналы, понятны хуже.

Доктор Томас Дж. Макинтош и его коллеги изучили, зависит ли распределение основных белков-каналов хрусталика в плазматической мембране от их сортировки между рафтовыми и нерафтовыми микродоменами. «Мы уже знали, что плазматические мембраны клеток хрусталика содержат высокие концентрации рафтовых липидов — холестерина и сфингомиелина, и что рафты формируются в мембранах хрусталика», — говорит доктор Макинтош. — «Кроме того, мы знали, что белки-каналы хрусталика, коннексины и аквапорин, преимущественно расположены в разных областях плазматических мембран клеток хрусталика».

Используя методы экстракции детергентом и конфокальной микроскопии для анализа реконструированных мембран, исследователи обнаружили, что коннексины хрусталика в основном находятся в нерафтовых доменах. В отличие от них, локализация аквапорина в микродоменах зависела от его состояния агрегации, которое контролировалось соотношением белок:липид в мембране. В частности, в условиях, когда известно, что молекулы аквапорина собираются в кластеры (гомо-олигомеризуются), аквапорин был обогащён в нерафтовых доменах.

«Наше наблюдение, что сегрегация аквапорина в рафтовые микродомены значительно усиливалась в условиях, когда наблюдалась гомо-олигомеризация, поддерживает теорию о том, что кластеризация белков может влиять на сортировку по микродоменам», — отмечает доктор Макинтош. — «В совокупности наши данные позволяют предположить, что взаимодействия белок-липид, изменяемые гомо-олигомеризацией аквапорина, могут быть ключевым фактором в сортировке белков в мембранах клеток хрусталика».