Взгляд на механизм, который переключает контроль активации eIF2 белком eIF2B

Исследователи из Центра динамических исследований биосистем RIKEN (Япония) разработали инструмент для предотвращения нейродегенеративных заболеваний. Они продемонстрировали способ наблюдать молекулярный механизм, который переключает контроль активации фактора трансляции eIF2 белком eIF2B при стрессе клетки. В статье, опубликованной в журнале Science, группа описывает использование крио-электронной микроскопии для понимания процессов в клетках, подвергшихся стрессу.

В клетках непрерывно идёт процесс трансляции, при котором рибосомы в цитоплазме синтезируют белки после транскрипции ДНК в РНК. Однако иногда этот процесс прерывается внешним событием — стрессом, например, воздействием ультрафиолетового света. Поскольку трансляция требует много энергии, клетке выгодно останавливать её при стрессе — это экономит энергию и снижает вероятность ошибок в синтезируемых белках.

Ранее было показано, что при «ощущении» стресса фактор инициации трансляции eIF2 фосфорилируется. В норме eIF2 активируется другим фактором, eIF2B. Но при стрессе, когда eIF2 фосфорилирован, функция eIF2B ингибируется, что предотвращает трансляцию. Механизм этого процесса оставался неизвестным. В новой работе учёные смогли заглянуть внутрь клетки и увидеть, что происходит при остановке синтеза белков из-за стресса.

С помощью крио-электронной микроскопии исследователи изучили структуру eIF2 и eIF2B. Оказалось, что ориентация eIF2 при связывании с eIF2B сильно различается в зависимости от того, фосфорилирован eIF2 или нет. Также выяснилось, что eIF2B имеет двукратную симметричную структуру, а фосфорилирование eIF2 работает как механизм, который не только предотвращает активацию фосфорилированного eIF2, но и блокирует активацию других факторов инициации трансляции.