Учёные выяснили, почему одни белки синтезируются быстрее других

Учёные из Департамента биологии и биохимии решили проблему, которая долгое время ставила в тупик биологов: почему разные части белков синтезируются с разной скоростью.

Их открытие, опубликованное в онлайн-журнале PLOS Biology, может помочь учёным производить в лаборатории белки, которые иначе было бы сложно получить.

Белки создаются в клетке машинами, называемыми рибосомами, которые считывают транскрипты генов (мРНК) и «переводят» генетический код в цепочки белка.

Исследователи изучили белки дрожжей, которые синтезировались с разной скоростью. Они обнаружили, что части белков, на создание которых уходило больше всего времени, состояли в основном из положительно заряженных аминокислот.

Соавтор работы, профессор эволюционной генетики Лоуренс Хёрст, пояснил: «Если представить рибосому в виде бублика с отверстием посередине, то цепочка мРНК проходит через это центральное отверстие, переводя генетический код в соответствующую цепочку аминокислот, которая выходит из туннеля в боковой части бублика.

Если создаваемый белок положительно заряжен, он застревает в отрицательно заряженном туннеле и замедляет производство белка».

Ведущий автор Кэти Чарнески добавила: «Это стало настоящим сюрпризом, поскольку большинство людей ранее предполагали, что причина ускорения или замедления рибосомы кроется в чём-то в самой мРНК».

«У многих организмов, включая человека, на концах их мРНК есть "хвосты", которые в норме рибосома не транслирует. Но если в процессе производства белка происходят ошибки, хвост может быть ошибочно транслирован, всегда производя цепочку положительно заряженных аминокислот.

Эти заряды могут действовать как сигнал для клетки, чтобы уничтожить потенциально токсичный белок».

Скорость, с которой производятся белки, имеет последствия для клетки и долгое время ставила биологов в тупик. Изменения этой скорости могут влиять на то, насколько хорошо белки сворачиваются, где они оказываются в клетке и, следовательно, на их конечную функцию.

Профессор Хёрст добавил: «Эти знания могут помочь нам определить, какие новые искусственно созданные белки будет сложно получить в лаборатории».