Как разворачивающийся белок может индуцировать запрограммированную гибель клеток

Ученые из Университета Гронингена (Нидерланды) и Университета Питтсбурга (США) получили новые данные о том, как митохондрии получают сигнал к самоуничтожению. Их результаты опубликованы в Journal of Molecular Biology.

Ключевая роль мембран митохондрий

• Кардиолипин, особый тип мембранного липида, действует как важный сигнал. Его перестройка и окисление в мембране могут запускать гибель клетки.
• Белок цитохром c, участвующий в производстве энергии, также может связываться с кардиолипином и, вероятно, контролирует его окисление — часть процесса инициации запрограммированной гибели.

Новый взгляд на разворачивание белка

Ранее считалось, что для окисления кардиолипина цитохром c должен полностью развернуться на мембране. Однако новое исследование с использованием твердотельной ЯМР-спектроскопии показало иное.

• Ученые проанализировали положение и состояние всех 105 аминокислот в белке.
• Метод позволяет увидеть, какие части белка свернуты (видимы для ЯМР), а какие развернуты (становятся невидимыми из-за подвижности).

Результаты: контролируемое частичное разворачивание

• Цитохром c не полностью разворачивается при связывании с кардиолипинами в митохондриальной мембране.
• Разные структурные модули белка (фолдоны) разворачиваются на разных этапах, а некоторые части не разворачиваются вовсе.
• Это объясняет расхождение с более ранними исследованиями, которые были недостаточно детальными, чтобы различить свернутые и развернутые участки.

Значение для медицины

• Результаты подтверждают, что окисление кардиолипина цитохромом c — это хорошо контролируемый специфический процесс.
• Знание того, какие именно части белка разворачиваются, открывает путь к разработке лекарств, стабилизирующих или дестабилизирующих их.
• Такие препараты могли бы регулировать запрограммированную гибель клеток, что важно для лечения дегенеративных заболеваний и рака.
• Ученые планируют использовать полученные данные для создания реалистичной компьютерной модели этого белкового взаимодействия, чтобы разрабатывать лекарства in silico.