Определена структура молекулярной машины, активирующей mTOR

Группа из Испанского национального центра онкологических исследований (CNIO) помогла определить структуру наномашины, необходимой для функционирования белка mTOR, который играет ключевую роль в раке, питании, старении и других жизненных процессах.

Исследование опубликовано в журнале Cell Reports и выполнено группами Лоуренса Х. Перла и Хрисостомоса Продукому из Центра повреждения и стабильности генома Университета Сассекса (Великобритания) в сотрудничестве с Оскаром Льоркой, руководителем программы структурной биологии CNIO.

Структурная революция

Открытие сделано в период расцвета структурной биологии. Резкий прогресс в криоэлектронной микроскопии высокого разрешения позволяет визуализировать белки с атомарной детализацией. Знание структуры белков помогает в поиске новых лекарств, так как позволяет проектировать молекулы, которые будут связываться с целевым белком и блокировать его.

Важность понимания работы mTOR

Белок mTOR действует как сенсор, сообщающий клетке о наличии питательных веществ. С момента его открытия в 1990-х годах было обнаружено его участие в широком спектре патологий, включая рак, диабет и нейродегенеративные заболевания. Подсчитано, что по крайней мере 60% опухолей демонстрируют ту или иную форму модификации mTOR или взаимодействующих с ним белков.

Однако mTOR работает не один: он является частью макромолекулярного комплекса — кластера из нескольких белков. Как объясняет Льорка, «mTOR сам по себе ничего не делает; он часть гигантской структуры, содержащей другие белки, что позволяет ему вести себя сложным образом».

Сборочная линия белков

Сборка комплекса mTOR требует помощи других наномашин, которые, «как сборочная линия, добавляют и собирают элементы конечной большой структуры». Если эта структура не собрана, «mTOR не способен решать, должны ли клетки расти или нет».

Функционирование белков, составляющих эту «сборочную армию» mTOR, до сих пор плохо изучено.

Исследование, проведенное Мохиндером Палом из Университета Сассекса в сотрудничестве с Льоркой, помогает пролить свет на этот процесс, определяя структуру части сборочного механизма и механизмы, с помощью которых он может распознавать и манипулировать mTOR.

Значение результата не только фундаментальное. Как отмечает Льорка, «по мере роста нашего понимания механизмов, контролирующих mTOR, открываются новые возможности для терапевтического вмешательства в эти процессы».