Структура Gip1 блокирует G-белки

Гетеротримерные G-белки играют ключевую роль в сигнализации через G-белковые рецепторы, участвуя в обнаружении различных стимулов: гормонов, нейромедиаторов, света, запахов и химических сигналов. Функции G-белков регулируются взаимодействием с белком Gip1, который секвестрирует G-белки, блокируя сигнальные процессы. Многие исследования пытались понять механизм этого взаимодействия, но ясного объяснения не было до сих пор.

В новом исследовании, опубликованном в Nature Communications, команда учёных из Университета Осаки изучила структуру Gip1, чтобы понять, как он удерживает G-белки в цитозоле вдали от их основной локализации — клеточной мембраны. Они обнаружили, что Gip1 содержит гидрофобную полость с уникальным расположением молекулярных связей, которое позволяет взаимодействовать с G-белками.

«Мы выяснили, что гидрофобная полость Gip1, а также сеть водородных связей у её входа критически важны для способности Gip1 маскировать мембраносвязывающий участок гетеротримерных G-белков, — говорит автор-корреспондент Масахиро Уэда. — Экспериментальное изменение любого из этих аспектов сильно повлияло на способность Gip1 связывать G-белки и высвобождать их, когда это необходимо».

В исследовании было показано, что гидрофобная полость образована шестью альфа-спиралями, что является необычным структурным составом для такого типа полостей. Из-за этой уникальной структуры, хотя Gip1 похож на другие белки, связывающие гидрофобные группы, он специфично связывается только с гетеротримерными G-белками.

«Наш анализ выявил уникальные аспекты солюбилизации липофильных G-белков как регуляторного механизма во время эукариотического хемотаксиса, который мы использовали в качестве модельной системы, — говорит ведущий автор Такэро Миягава. — Поскольку гетеротримерные G-белки участвуют во многих различных процессах передачи сигнала, наши выводы важны как для фундаментальной науки, так и для потенциальной разработки лекарств».

Помимо лучшего понимания механизма взаимодействия Gip1 с G-белками, исследователи показали, как это взаимодействие можно нарушить, что может быть важно для понимания болезней, вызванных дефектами в передаче сигнала.