Уникальные особенности протонной помпы желудка

Исследователи из Университета Нагоя и их коллеги улучшили понимание молекулярных механизмов ключевого белка, который делает желудок кислым. Их выводы, опубликованные в журнале Nature Communications, могут привести к созданию более эффективных лекарств от язвы желудка и пролить свет на функции похожих белков в организме человека.

Белок H⁺/K⁺ ATPase — это фермент, который накачивает ионы водорода (H⁺) в желудок для помощи пищеварению и уничтожения микробов. Однако чрезмерное закисление может привести к язве. Лекарства, блокирующие активность этого фермента, могут снизить кислотность и облегчить симптомы.

В ходе исследования учёные обнаружили у белка необычную особенность. Чтобы перекачивать ионы водорода, белку сначала нужно связаться с ионом калия (K⁺). Похожие белки обычно связывают два таких иона калия для запуска механизма. Но H⁺/K⁺ ATPase необходим только один.

Для изучения этого учёные создали новые версии белка. Добавив пять аминокислот в определённых местах и изучив новую структуру с помощью криоэлектронного микроскопа, они получили мутантную форму H⁺/K⁺ ATPase, которая связывалась с двумя ионами калия.

Эти результаты помогут понять, почему важные белки-помпы связываются с разным количеством ионов. Эта информация может быть использована для изучения молекулярных механизмов похожих белков в других частях тела.

«У нас в теле много катионных [ионов с положительным зарядом] помп. Натриевые (Na⁺) помпы поддерживают жизнь клеток и обеспечивают сигнализацию в нервной системе. Кальциевые (Ca⁺) помпы жизненно важны для мышечного сокращения. Наша стратегия будет полезна для исследования селективности к катионам для каждой помпы, что является центральным вопросом для учёных, работающих с белками транспорта катионов», — говорит Казухиро Абе, руководитель исследования.