Учёные определили структуру ключевого элемента контроля за сворачиванием белков

Исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab) определили кристаллическую структуру критического контрольного элемента внутри шаперонина — белкового комплекса, ответственного за правильное сворачивание других белков. Неправильное сворачивание («миссфолдинг») белков связано с такими заболеваниями, как Альцгеймер, Паркинсон и некоторые формы рака.

• Ключевое открытие: Впервые идентифицирован регион в шаперонинах II группы, названный нуклеотид-сенсорной петлёй. Она обнаруживает присутствие молекул ATP, которые обеспечивают энергией сворачивание белков шаперонином.
• Функция: Эта петля отслеживает изменения в сайтах связывания ATP и передаёт эту информацию по всему шаперонину. Она контролирует скорость связывания и гидролиза ATP, что, в свою очередь, определяет время реакции сворачивания белка.
• Механизм: Шаперонины II группы имеют встроенную «крышку». Её закрытие для сворачивания белка заставляет все три домена комплекса (апикальный, промежуточный и экваториальный) вращаться как единое целое. Синхронизированное вращение зависит от коммуникации, которую обеспечивает нуклеотид-сенсорная петля.
• Перспективы: Поскольку для сворачивания белка необходим гидролиз ATP, появилась возможность инженерии нуклеотид-сенсорной петли для изменения скорости сворачивания. Это можно использовать для увеличения активности человеческого шаперонина или снижения накопления неправильно свёрнутых белков в клетках.
• Метод: Структуру определили с помощью рентгеновской кристаллографии на мощных пучках Advanced Light Source (ALS). Исследование проводили на шаперонине археи. В дальнейшем учёные планируют применить полученные знания к изучению человеческого шаперонина TRiC.

Исследование опубликовано в журнале The EMBO Journal в статье «Mechanism of nucleotide sensing in group II Chaperonins».