Первая 3D-структура регуляторного белка раскрыта

Белки — незаменимые компоненты живых организмов. Для их функционирования решающее значение имеет трёхмерная структура. Команда исследователей под руководством профессора Даниэля Кюммеля из Мюнстерского университета и профессора Стефана Раунзера из Института молекулярной физиологии Макса Планка в Дортмунде (Германия) определила структуру белкового комплекса «Mon1/Ccz1», важного регулятора клеточных процессов деградации.

Этот комплекс определяет, какие внутриклеточные везикулы доставят своё содержимое в клеточный «центр переработки» — лизосому. Для этого он стыкуется с мембраной везикулы и наносит на неё метку. В лизосоме содержимое расщепляется и используется повторно.

Определив структуру с почти атомарным разрешением, учёные смогли выяснить, как комплекс распознаёт нужные везикулы. Они показали, что у комплекса есть положительно заряженная и относительно плоская область, которая определяет его ориентацию после стыковки с мембраной везикулы.

«Mon1/Ccz1» относится к семейству регуляторов, для которых ранее не было структурной информации. Эти комплексы участвуют в ряде клеточных процессов и иногда связаны с возникновением нарушений развития, таких как альбинизм и расстройства свёртывания крови. «Наша структура теперь служит основой для лучшего понимания этих связей», — говорит Даниэль Кюммель.

Исследуемый белковый комплекс происходит из нитчатого гриба Chaetomium thermophilum, он особенно стабилен и удобен в лабораторных условиях, и может служить моделью для человеческих белков. Для определения структуры учёные использовали высокоразрешающую криогенную электронную микроскопию. «С помощью этого метода мы можем изучать структуру белков при температурах около минус 150 градусов Цельсия в почти естественном состоянии», — объясняет Стефан Раунзер.

Результаты были проверены биохимическими исследованиями, например, седиментационными анализами, где взаимодействие белка с мембраной демонстрируется in vitro с использованием искусственных везикул и очищенного белка.

«Структура Mon1/Ccz1 имеет уникальную архитектуру, которая, насколько нам известно, не была продемонстрирована ни в одном другом белковом комплексе. Она может служить образцом для лучшего понимания других родственных регуляторных белков», — соглашаются Даниэль Кюммель и Стефан Раунзер.

Исследование опубликовано в междисциплинарном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.