Белок-контролёр качества бактерий проливает свет на происхождение жизни

Новое исследование лаборатории Клаудио Хоазейро, опубликованное 30 мая в журнале Cell, раскрывает, как более простые организмы — бактерии и археи — управляют утилизацией неполных белков. Эти открытия не только предлагают новые направления для борьбы с вирулентностью опасных патогенов, включая листерию, стафилококк и стрептококк, но и имеют значение для понимания эволюции самой жизни.

Механизм контроля качества

В клетках человека и других эукариот при остановке рибосомы белок Rqc2 (NEMF) привлекает убиквитин-лигазу Ltn1 (листерин), которая помечает обрывок белка деструктивным тегом — убиквитином, после чего протеазы его разрушают. Мутации в Ltn1 могут вызывать гибель нервных клеток у мышей с симптомами, похожими на БАС.

Прямой путь у бактерий

Изучая бактерию B. subtilis, команда Хоазейро обнаружила, что у бактерий Rqc2 сам помечает белковый фрагмент «флагом» — полимером из аминокислоты аланина. Помеченный таким образом фрагмент затем разрушается протеазами.

Фундаментальная роль и эволюционное значение

Ранее считалось, что у некоторых патогенных бактерий Rqc2 функционирует вне клетки, помогая микробам прикрепляться к хозяевам. Новые данные показывают, что Rqc2 играет более фундаментальную роль внутри бактериальных клеток.

Кроме того, Rqc2 служит «живой» молекулярной окаменелостью. Анализ предполагает, что гомолог Rqc2 уже выполнял эту задачу у последнего универсального общего предка (LUCA) около 4 миллиардов лет назад.

«Вскоре после того, как клетки изобрели, как делать белки, они также столкнулись с необходимостью разбираться с не полностью сделанными белками», — говорит Хоазейро.