Установлена молекулярная основа взаимодействия между белковым комплексом COPI и его регулятором
Исследование лабораторий Лорен Джексон и Тодда Грэма, опубликованное в Journal of Cell Biology, описывает ключевое взаимодействие между COPI — белковым комплексом, необходимым для транспорта белков и липидов, и его регуляторным белком Glo3 из семейства ферментов ArfGAP.
Контекст и проблема
- COPI — эссенциальный комплекс для всех эукариот.
- Мутации в COPI связаны с заболеваниями человека, включая рак и микроцефалию.
- Патогены, такие как SARS-CoV-2, захватывают COPI для заражения клеток.
- Хотя влияние белков ArfGAP на функцию COPI было известно, молекулярные механизмы их взаимодействия оставались неясными.
Методология
Использован междисциплинарный подход:
- Биохимия и биофизика
- Компьютерное моделирование на основе искусственного интеллекта
- In vivo подходы, включая флуоресцентную микроскопию в дрожжах Saccharomyces cerevisiae.
Основные результаты
- Обнаружен молекулярный «код», объясняющий, как COPI рекрутирует белки ArfGAP.
- Идентифицированы специфические аминокислотные остатки на каждом белке, опосредующие взаимодействие COPI–Glo3.
- Нарушение этого взаимодействия в модельных дрожжах привело к:
- Изменению формы ключевого органоида — аппарата Гольджи.
- Неправильной доставке трансмембранных белков-грузов в клетке.
Значение и перспективы
- Высокая консервативность этих белков у разных видов указывает на релевантность результатов для биологии человека.
- Исследование предоставляет молекулярные инструменты для изучения фундаментальных процессов мембранного трафика.
- Понимание этих механизмов важно для изучения физиологии и патологий (неврологические расстройства, рак), связанных с мутациями в эссенциальных белках.
- Дальнейшая работа в коллаборации лабораторий Джексон и Грэма будет сосредоточена на влиянии посттрансляционных модификаций и сортинга белков семейства SNARE на взаимодействие COPI/Glo3.