Два противоположных механизма регулируют транспорт белков в пероксисомы

Ученые из Рурского университета выяснили, какие молекулярные механизмы решают судьбу импортного рецептора Pex18, ответственного за перенос белков в пероксисомы. Два противоположных регуляторных контура определяют, останется ли рецептор активным или будет разрушен после завершения транспорта. «Таким образом, картина регуляции импорта белков в пероксисомы завершена и интегрирована в единую модель», — говорит младший профессор доктор Харальд Платта.

Сигналы убиквитина определяют судьбу рецепторов

Поскольку у пероксисом нет собственной ДНК, они должны импортировать все необходимые для их функции белки. Для этого клетка использует динамические импортные рецепторы, такие как Pex18. Они связывают белки в цитоплазме и транспортируют их к пероксисоме. Ранее команда показала, что сигнальный белок убиквитин решает дальнейшую судьбу рецепторов:

• Если с рецептором связывается один убиквитин — рецептор рециклируется: возвращается в цитоплазму и запускает новый транспорт.
• Если с рецептором связывается цепочка убиквитина — это сигнал для его разрушения протеасомой, «внутриклеточным шредером».

Рециклинг или «шредер»: всё решает ферментный каскад

Ученые обнаружили, что два разных убиквитиновых модифицирования Pex18 катализируются разными ферментными каскадами. В обоих случаях это трехэтапный процесс:

1. Фермент E1 активирует убиквитин.
2. E2-фермент переносит его.
3. E3-фермент координирует присоединение к рецептору.

Исследования на дрожжевых клетках показали, что E2 и E3 ферменты существуют в разных вариантах, тогда как E1 — только один тип. Присоединение одиночного убиквитина или цепочки определяется разными комбинациями ферментов E2 и E3. «Это означает, что две противоположные молекулярные машины определяют судьбу импортного рецептора Pex18», — поясняет Харальд Платта. Это открытие — важная основа для дальнейшего изучения молекулярных причин пероксисомных заболеваний.

Пероксисомы: многофункциональные органеллы клетки

Пероксисомы — важные реакционные центры клетки. Они могут содержать до 50 ферментов, критических для:

• Расщепления жирных кислот.
• Обезвреживания перекиси водорода (H₂O₂).
• Синтеза плазмалогенов — важного компонента белого вещества мозга.

Нарушение импорта белков в пероксисомы негативно влияет на весь метаболизм и может быть фатальным, особенно для новорожденных.