Липиды клеточной мембраны регулируют взаимодействия белков

Исследовательская группа под руководством профессора химии Университета Иллинойса в Чикаго Вонхвы Чо представила подробные результаты, указывающие на критическую роль липидов (жиров) клеточной мембраны в регуляции взаимодействий клеточных белков. Работа опубликована в журнале Molecular Cell 27 апреля (онлайн 22 марта).

Белки формируют сложные сети взаимодействий для передачи сигналов. Ранее считалось, что эти взаимодействия очень специфичны, но новые данные опровергают это.

Команда Чо провела геномное исследование, чтобы выяснить, как липиды регулируют этот процесс. Фокус был на белковых доменах взаимодействия (PID) — структурных единицах внутри крупных белков, которые распознают партнеров для взаимодействия.

Для пилотного исследования выбрали PDZ-домен, один из самых распространенных в клетках человека и мишень для разработки лекарств. Из-за большого количества PDZ-доменов полная экспериментальная характеристика была непрактичной.

Исследователи использовали биоинформатические вычисления для предсказания и классификации функций всех липид-регулируемых PDZ-доменов на основе экспериментальной базы данных.

Ключевые результаты:

• Неожиданно большое количество PDZ-доменов — более 30% — взаимодействуют с различными мембранными липидами.
• Липиды контролируют их клеточную локализацию и взаимодействие с другими белками-партнерами.
• Разные PDZ-домены регулируются разными липидами разными механизмами, что открывает новые пути для разработки лекарств.

Полученные данные будут доступны онлайн в удобном для поиска формате для других исследователей.

Группа Чо уже применила этот подход к изучению других основных белковых доменов взаимодействия. Собранные данные указывают, что липиды также контролируют локализацию и функцию в этих доменах.

Следующим шагом является разработка нового класса малых молекул, которые специфически модулируют связывание липидов с белковыми доменами. Цель — контролировать дисфункциональные клеточные сигнальные пути, вызывающие рак, диабет и другие воспалительные и метаболические заболевания.