Учёные раскрыли механизм белкового комплекса, поддерживающего полярность клетки
Команда под руководством профессоров Ван Чао и Хуан Чэндуна из Научно-технического университета Китая (USTC) Китайской академии наук (CAS) раскрыла молекулярный механизм сборки комплекса E-кадгерин-Ankyrin-G (AnkG) и его функцию в поддержании полярности латеральной мембраны. Работа опубликована в Nature Communications.
Адгезионные контакты критически важны для стабильности латеральной мембраны эпителия и поддержания клеточной полярности. E-кадгерин — ключевой белок межклеточной адгезии. Канонический комплекс E-кадгерин-β-катенин-α-катенин формирует важную белковую сеть, соединяющую адгезионные молекулы с цитоскелетом.
Кроме того, E-кадгерин может взаимодействовать с белком-шаффолдом AnkG и ассоциироваться с цитоскелетом через β-спектрин. Однако молекулярные основы формирования комплекса E-кадгерин-AnkG, его взаимодействия с каноническим кадгерин-катениновым комплексом и механизм влияния этого комплекса на клеточную полярность оставались неясными.
Чтобы решить эту загадку, исследователи использовали биохимические эксперименты и ядерный магнитный резонанс (NMR), чтобы изучить взаимодействие E-кадгерина с мембраносвязывающим модулем AnkG через множественные сайты.
В отличие от известных режимов связывания комплексов E-кадгерин-катенин или комплексов Ankyrin, комплекс E-кадгерин-AnkG может формировать динамические связывающие комплексы с молярными соотношениями от 1:1 до 1:2.
С помощью сайт-специфичных мутаций и жидкостных NMR-титрований учёные выявили ключевую роль гидрофобных взаимодействий в опосредовании сборки комплекса.
Систематические клеточно-биологические эксперименты продемонстрировали решающую роль AnkG в локализации и стабильности E-кадгерина на латеральных мембранах клеток. Это указывает, что формирование латеральных мембран и поддержание клеточной полярности также зависят от комплекса E-кадгерин-AnkG.
В заключение исследователи прояснили взаимосвязь между каноническим E-кадгерин-катениновым комплексом и комплексом E-кадгерин-AnkG и обсудили роль динамического режима связывания в поддержании стабильности комплекса E-кадгерин-AnkG и клеточной полярности.
Исследование интегрирует различные методы, включая биохимию, клеточную биологию, биофизику и химическую биологию, чтобы прояснить молекулярный механизм динамической сборки комплекса E-кадгерин-AnkG. Это даёт новое понимание молекулярной основы человеческих заболеваний, вызванных генными мутациями и дисфункциональной сборкой белковых комплексов, особенно в контексте прогрессирования рака.