Исследователи определили ключевых участников таинственного процесса контроля качества белков

Белки выполняют в клетках жизненно важные функции, но только если они свернуты в правильную форму. Когда белок сворачивается неправильно, клетка должна решить: попытаться исправить его или уничтожить. Как принимается это решение, долгое время оставалось загадкой.

В исследовании, опубликованном в Nature, команда Джудит Фрайдман определила ключевые молекулярные игроки, ответственные за этот выбор. Это знание — первый шаг к лечению многих заболеваний, включая нейродегенеративные (болезни Альцгеймера и Паркинсона) и некоторые виды рака, которые могут возникать из-за накопления дефектных белков.

Исправить или уничтожить?

Клетке необходимо найти баланс между устранением вредных белков и спасением тех, что можно починить. Фрайдман называет это «золотой серединой контроля качества».

После десяти лет работы команда обнаружила, что решение принимают две группы белков: убиквитинлигазы и молекулярные шапероны. Они работают вместе, оценивая неправильно свернутые белки.

• Убиквитинлигазы помечают дефектные белки разветвленными цепями убиквитина в определенных местах.
• В зависимости от типа и расположения этих меток клетка решает, уничтожить белок или пересвернуть его.

Ранее было известно, что эти белки играют и другие роли в клетке, но теперь впервые показано, что они вместе участвуют в судьбе misfolded-белков. Шапероны, которые обычно помогают белкам обрести правильную форму, оказались частью «комиссии», принимающей решение об их деградации.

Разные стандарты в разных отсеках клетки

Исследователи заметили, что процесс отбора отличается в цитоплазме (основном отсеке клетки) и ядре (где хранится ДНК).

По мнению Фрайдман, это отражает разные требования к строгости контроля:

• В цитоплазме, где много вновь синтезированных белков, клетка старается не уничтожать их преждевременно.
• В ядре порог для уничтожения дефектных белков может быть ниже, чтобы они не мешали работе с генетической информацией.

Это открытие закладывает основу для фундаментального понимания контроля качества белков как в здоровых клетках, так и при заболеваниях, что открывает новые возможности для терапии.