Глицерин раскрывает ранее упущенные связи между внутриклеточным метаболизмом и везикулярным транспортом

Исследовательская группа профессора Фан-Джен С. Ли из Национального университета Тайваня обнаружила, что промежуточная молекула клеточного метаболизма — глицерин — регулирует локализацию и функцию белка Гольджи Imh1. Это открытие раскрывает ранее недооцененную связь между клеточным метаболизмом и везикулярным транспортом.

Органеллы внутри клеток, состоящие из биологических мембран, полагаются на везикулярный транспорт для обмена питательными веществами, передачи сигналов, рециклинга клеточных материалов и удаления отходов. На сегодняшний день почти сотня генетических, аутоиммунных заболеваний и раков тесно связана с нарушениями механизмов везикулярного транспорта.

Исследователи обнаружили, что глицерин внутри клеток может регулировать локализацию и функцию структурного белка Гольджи Imh1, раскрыв молекулярные регуляторные механизмы между клеточным метаболизмом и путями везикулярного транспорта. Исследование опубликовано в Nature Structural & Molecular Biology.

Аппарат Гольджи — это важная органелла в эукариотических клетках, отвечающая за модификацию белков и везикулярный транспорт, известная как «транспортный центр» внутри клеток. Его нормальное функционирование критически важно для точной доставки белков к специфическим органеллам. Нарушение его транспортной функции может привести к нейродегенерации, нарушениям развития, аутоиммунным заболеваниям и раку.

Исследователи сначала обнаружили, что когда клетки подвергаются гипотоническому шоку и уровень внутриклеточного глицерина снижается, нарушаются локализация Imh1 и целостность аппарата Гольджи. Дальнейшее исследование подтвердило, что метаболические аномалии и снижение уровня глицерина препятствуют правильной локализации Imh1 в аппарате Гольджи, что приводит к дисфункции транспорта.

Для изучения молекулярной основы этого явления команда профессора Ли сотрудничала с протеомной группой профессора Ю Чиа-Джун из Университета Чан Гун. Они использовали передовые изотопно-меченые сшивающие агенты в сочетании с масс-спектрометрией сшитых пептидов (XL-MS) для количественного анализа изменений сайтов сшивки лизина, доказав регуляторное влияние глицерина на конформацию белка Imh1.

Этот регуляторный механизм наблюдается не только в дрожжах, но также распространяется на клетки млекопитающих, что указывает на его эволюционную консервативность и важность.

Поскольку глицерин является важным промежуточным метаболитом в клеточном метаболизме, это исследование раскрывает ранее упущенные связи между внутриклеточным метаболизмом и везикулярным транспортом. Оно подчеркивает критическую роль метаболических путей в поддержании внутриклеточной транспортной функции.

«Уровень внутриклеточного глицерина может быть связан с различными заболеваниями везикулярного транспорта, поэтому изучение его механизмов потенциально ценно для открытия новых терапевтических стратегий с клиническим применением», — сказал профессор Ли.