Определена структура класса неупорядоченных белков

Около трети белков не имеют четкой формы, которую можно легко наблюдать. Эти внутренне неупорядоченные белки (IDP) выполняют множество важных биологических функций, от мышечного сокращения до нейронной активности. Однако о них известно мало.

Исследователи из Университета Брауна, Университета Торонто и Брукхейвенской национальной лаборатории впервые определили структуру трех IDP — спинофилина, I-2 и DARPP-32. Они показали, как эти белки существуют в свободной форме и какую конформацию принимают при связывании с белковой фосфатазой 1 (PP1) — процесс, известный как "фолдинг при связывании". Результаты опубликованы в журнале Structure.

Определение структуры IDP важно, так как дает молекулярным биологам представление о том, как эти белки сворачиваются и регулируют такие белки, как PP1, что необходимо для передачи биологических инструкций.

"Мы видим, что некоторым аминокислотам не нужно сильно меняться, а другим — необходимо. Это может быть признаком того, как происходит это взаимодействие (связывания)", — пояснил Вольфганг Пети, соавтор исследования.

В течение двух лет ученые использовали различные методы для определения структуры каждого IDP. Для белка I-2, который регулирует деление клеток, они применили ЯМР-спектроскопию, чтобы создать расчеты ансамбля конформаций белка в свободной и связанной с PP1 форме. Они подтвердили взаимодействие I-2 с PP1 (комплекс PP1:I-2) с помощью измерений малоуглового рентгеновского рассеяния на Национальном источнике синхротронного излучения в Брукхейвене.

Аналогичные методы использовали для определения структуры спинофилина и DARPP-32 в свободном состоянии и получения данных об их форме при связывании с PP1.

"Это аналогично накидыванию мешка на человека. Вы не видите деталей, но можете понять общую форму. Это действительно новый способ создания структурной модели для высокодинамичных комплексов", — объяснил Пети.