Якорь, который удерживает белки вместе

Все организмы реагируют на различные внешние и внутренние стимулы. Например, гифальный гриб Sordaria macrospora при наличии пищи производит плодовые тела в рамках своего репродуктивного цикла. Для запуска этой реакции сигналы должны передаваться внутри клетки через белки. Физическая близость — фундаментальное условие для коммуникации между разными белками. Эту близость создают белки-каркасы (scaffold proteins), которые, как якорь, связывают несколько белков и удерживают их вместе на время передачи сигнала. Под руководством доктора Инес Тайхерт биологи RUB обнаружили новый каркасный белок у гифальных грибов — PRO40, особенно важный для производства плодовых тел.

Исследователи сообщают о своих выводах в PLoS Genetics.

Понимание процесса важно для борьбы с болезнями

Важнейшие сигнальные пути всех эукариот, включая человека, — это, среди прочих, так называемые MAP-киназные модули. Путём присоединения фосфатных групп эти модули, состоящие из нескольких киназ, заставляют другие белки изменять свою активность. Как именно небольшое количество MAP-киназных модулей (у грибов обычно три) вызывает правильные ответы на разные стимулы, до конца не изучено. «И всё же понимание этого процесса важно для борьбы с болезнями, вызванными изменённой передачей сигналов, например, с болезнью Альцгеймера и раком», — объясняет Инес Тайхерт.

Белки-каркасы делают взаимодействия возможными

Для изучения этих принципов учёные используют организмы с простыми жизненными циклами, такие как грибы. Использование так называемых каркасных белков позволяет обнаружить механизмы, лежащие в основе передачи сигналов. Как якорь, они связывают разные киназы MAP-киназных модулей, обеспечивая их тесную физическую близость. Только тогда между ними могут происходить реакции и передаваться сигнал. Поскольку каркасные белки очень разнообразны, их трудно найти.

Нет PRO40 — нет репродуктивного цикла

Доктор Инес Тайхерт и её коллеги заподозрили, что белок PRO40 является каркасным белком. Было показано, что генетически модифицированные грибы, не производившие PRO40, также не производили плодовых тел. Исследование белков доказало, что PRO40 связывает две киназы MAP-киназного модуля плюс дополнительную киназу, которая включает модуль. Более того, PRO40 напрямую влияет на активность MAP-киназы. «Таким образом, мы впервые продемонстрировали, что PRO40 — это каркасный белок, специфичный для процессов полового развития гифальных грибов», — объясняет доктор Тайхерт. Учёным известны соответствующие вещества у других грибов, ответственные за фитопатогенность (заражение растений) или за грибково-растительные симбиозы. Функция PRO40 как каркасного белка впервые предоставляет функциональную модель на молекулярном уровне.