Различия между SMAD2 и SMAD3: почти идентичные факторы транскрипции с разными ролями

Ученые из Института биомедицинских исследований (IRB Barcelona) в сотрудничестве с Институтом Слоана Кеттеринга (Нью-Йорк, США) определили структурные и функциональные ключи, которые отличают два очень похожих фактора транскрипции — SMAD2 и SMAD3.

Белки семейства SMAD регулируют экспрессию генов, связанных с процессами эмбрионального развития, регенерации клеток и иммунного ответа. Несмотря на почти идентичную структуру, SMAD2 необходим для развития эмбриона, а SMAD3 — нет.

Исследование показало, что ключ к различию между двумя факторами транскрипции лежит в области из 30 аминокислот в SMAD2, которая отсутствует у SMAD3.

Опровержение устоявшегося мнения: SMAD2 связывается с ДНК

Принятие открытой структуры этим 30-аминокислотным сегментом в SMAD2 позволяет ему напрямую связываться с ДНК и активировать экспрессию ключевых генов развития. Это открытие опровергает ранее принятую теорию о том, что SMAD2 — это фактор транскрипции, который не связывается с ДНК.

Изучение структуры SMAD2 показало, что он может претерпевать трехмерное изменение, которое приводит к двум ориентациям белка: одна совместима со связыванием ДНК, а другая — нет.

Исследование стало результатом 5 лет работы и стало возможным благодаря точной настройке высокоразрешающих методов, таких как ЯМР (ядерный магнитный резонанс) и кристаллография.