Учёные выяснили, как белки взаимодействуют на клеточной мембране

Исследователи из Scripps Research раскрыли механизм критического для выживания клетки процесса. Их работа, опубликованная в Proceedings of the National Academy of Sciences, впервые показала, как белок талин активирует другой ключевой белок — интегрин — на клеточной мембране.

Хотя учёные изучали фундаментальную клеточную биологию, результаты указывают на возможность воздействия на талин для подавления этого процесса активации, что открывает потенциальный путь для борьбы с раковыми клетками.

Роль интегрина и талина

Интегрин — ключевой белок клеточной адгезии, участвующий в передаче сигналов и реакции на окружающую среду. Его дисфункция связана с некоторыми видами рака и нарушениями свёртываемости крови.

"Активация интегрина — фундаментальный процесс в клеточной биологии, который также нарушается при важных патологических состояниях", — говорит профессор Тина Изард.

Долгое время оставалось загадкой, как именно активируется талин, который взаимодействует с интегрином и делает клеточную адгезию возможной. Талин "склеивает" интегрин с цитоскелетом внутри клетки, обеспечивая стабильность, миграцию и дифференцировку клеток.

Прорыв в исследовании

Чтобы преодолеть технические барьеры, мешавшие увидеть связывание белков с мембраной, учёные после многолетних проб и ошибок кристаллизовали домен талина, взаимодействующий с клеточной мембраной. С помощью рентгеновской кристаллографии они определили его структуру с высоким разрешением.

Механизм активации

Структура показала, что внутри клетки талин находится в неактивном состоянии благодаря взаимодействию между его "головным" и "хвостовым" доменами. Липид клеточной мембраны активирует талин, разрывая это взаимодействие и открывая область талина, которая связывается с интегрином. Таким образом, было определено молекулярное основание роли клеточной мембраны в активации интегрина.

Перспективы для терапии

Это открытие может стать основой для новых методов лечения рака, нацеленных на взаимодействие талина с мембраной, чтобы остановить рост опухоли. В отличие от экспериментальных терапий, воздействующих на внешнюю часть интегрина, талин может быть лучшей мишенью для одновременного ослабления адгезии и целостности раковых клеток.

"Теперь мы понимаем этот аспект липидной биологии, что закладывает основу для разработки новых терапевтических агентов, нацеленных на интегрин", — говорит соавтор исследования Рангараджан Эрумби.

Первым автором исследования "The interaction of talin with the cell membrane is essential for integrin activation and focal adhesion formation" является Кришна Чинталапуди.