Немецкие исследователи обнаружили качательное движение в антистрессовом белке Hsp90

Белок теплового шока Hsp90 играет ключевую роль в выживании клеток, подверженных стрессу. Исследователи из Технического университета Мюнхена (TUM) раскрыли новый, неожиданный паттерн движения этого белка. Результаты опубликованы в текущем онлайн-выпуске журнала PNAS и могут помочь в поиске специфических противораковых препаратов.

Hsp90 жизненно важен для клеток, так как участвует во многих базовых процессах, включая сворачивание полипептидных цепей в функциональные белки. При стрессе (тепло, токсины) его производство увеличивается.

Этот антистрессовый белок является димером (состоит из двух идентичных цепей) и делится на три сегмента: N-концевой домен (верх), средний домен и C-концевой домен (низ). Энергию для работы Hsp90 получает из расщепления АТФ.

Ранее та же группа исследователей впервые наблюдала в реальном времени ножницеобразное движение на N-концах белка. В новом исследовании они обнаружили, что Hsp90 открывается и закрывается аналогичным образом и на C-концах — это ранее не было известно для димеров.

Для наблюдения использовалась технология FRET (Förster Resonance Energy Transfer). Два флуоресцентных молекулярных маркера, прикреплённых к белку, работали как "молекулярная линейка", позволяя отслеживать движение в нанометровом масштабе у отдельных димеров Hsp90.

Ключевые открытия:

1. Двойное ножницеобразное движение на N- и C-концах тесно связано. Димер Hsp90 открывается и закрывается попеременно на каждом конце, как качалка.
2. Это объясняет высокую стабильность димера.
3. АТФ, связанный на N-концевых доменах, регулирует скорость движения на C-конце (это показали, отключив энергоснабжение АТФ).
4. Белок осуществляет внутреннюю коммуникацию на необычно большом расстоянии — почти 10 нанометров.

Эти данные важны для медицины, поскольку Hsp90 — новая мишень в терапии рака. Самые перспективные кандидаты в препараты блокируют связывание АТФ на N-концах, но могут иметь побочные эффекты. Новое понимание позволяет сосредоточиться на C-концевой димеризации Hsp90, где есть уникальные точки для связывания потенциальных противораковых препаратов без побочных эффектов.