Исследование: сигнальные молекулы клеточной стенки могут действовать как гормоны
Исследователи обнаружили, что некоторые распространенные сигнальные молекулы в клетках человека могут действовать как гормоны, связываясь с белком, взаимодействующим с ДНК. Это открытие может выявить класс ранее неизвестных гормонов и привести к новым способам лечения заболеваний, включая рак и множество гормональных расстройств.
Результаты, опубликованные 6 октября в Proceedings of the National Academy of Sciences, стали возможны, в частности, благодаря рентгеновским экспериментам в Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики США.
Разгадка клеточной тайны
Ученые сосредоточились на молекулах-мессенджерах — сигнальных фосфолипидах, которые действуют как "посыльные" в клеточных стенках. Результаты могут объяснить, почему эти молекулы наблюдались связанными с белками в ядре клетки — их цель там оставалась загадкой.
Рентгеновская кристаллография на источнике синхротронного излучения SSRL в SLAC впервые позволила детально увидеть, как этот мессенджер действует как гормон, связываясь со специализированным гормон-чувствительным белком — ядерным рецептором SF-1. Мутации в этом рецепторе связаны с бесплодием, другими репродуктивными расстройствами, а также с раком толстой кишки и поджелудочной железы.
Анализ данных показал, как фосфолипиды, связанные с рецепторами SF-1, действуют как гормоны, которые являются ключевыми звеньями в цепочке коммуникации между клетками и органами, включающими определенные гены.
"Идея о том, что компонент клеточной мембраны, такой как фосфолипид, может работать как гормон, запуская экспрессию генов, довольно нова", — сказала профессор UCSF Холли А. Ингрэхэм.
Новые детали в структуре биомолекулы
Рэй Блайнд, постдокторант UCSF, возглавивший исследование, потратил годы на разработку метода получения кристаллизованных образцов двух типов фосфолипидов, по отдельности связанных с рецептором SF-1. Высококачественные кристаллы были необходимы для получения высокодетальных рентгеновских данных.
На основе автоматизированного сбора и анализа данных примерно с 250 кристаллических образцов ученые смогли полностью построить 3D-атомную структуру биомолекул, выявив ранее невиданные детали.
Исследование показало, что фосфолипиды связываются с рецепторным белком более сложным способом, чем классические гормоны (например, эстроген или тестостерон). Это потенциально позволяет фосфолипидам более глубоко изменять форму рецепторов.
Ученые надеются разработать синтетические молекулы, способные нацеливаться на связанные с болезнями структуры в рецепторном белке.