Новый метод раскрывает молекулярные детали белковых взаимодействий

Белки — строительные блоки нашего организма, но они редко работают в одиночку. Они образуют комплексы для участия в различных биологических процессах. Однако анализ того, как белки взаимодействуют на молекулярном уровне, является сложной задачей.

В исследовании, опубликованном в Protein Science, учёные из Токийского медицинского и стоматологического университета (TMDU) разработали новый метод, комбинирующий две техники. Это позволяет идентифицировать сайт взаимодействия на двух белковых молекулах.

Суть метода:

1. В интересующий белок с помощью расширения генетического кода (GCE) вводится неестественная аминокислота pBpa.
2. Облучение светом вызывает сшивание двух взаимодействующих белков.
3. Во второй белок с помощью GCE вводится сайт расщепления AllocLys-OH в известном месте.
4. Расщепление сшитых белков в этом сайте показывает, по какую сторону от AllocLys-OH находится интерфейс связывания.

«Если эксперимент по расщеплению разделяет меченые концы белков, то сайт расщепления находится ближе к меченому концу белка, чем сайт сшивания», — поясняет первый автор Кадзуэ Тэрасава. Проводя серию экспериментов с разным положением сайта расщепления, можно точно определить местоположение интерфейса связывания на втором белке.

Валидация на примере LAMP2A:

Метод был проверен на изучении сайта связывания белка LAMP2A — ключевого компонента мембраны лизосомы и рецептора шаперон-опосредованного аутофага. Известно, что отдельные молекулы LAMP2A связываются друг с другом (гомофильное взаимодействие), но детали этого процесса были неясны.

«Мы смогли прояснить геометрию гомофильного взаимодействия LAMP2A. Исходя из известной трёхмерной структуры белка, обнаруженные нами сайты взаимодействия указывают на то, что LAMP2A должен формировать тримерную или олигомерную структуру более высокого порядка», — объясняет старший автор Мики Хара-Йокояма.

Этот новый метод является важным прорывом для изучения белок-белковых взаимодействий. Он позволяет охарактеризовать интерфейсы связывания и раскрыть сложную белковую геометрию. Метод применим ко всем клеткам млекопитающих и может быть полезен для терапевтических разработок.