Определена структура белка JUNO и механизм его взаимодействия со сперматозоидом

Японские исследователи определили кристаллическую структуру белка JUNO на поверхности яйцеклетки, который необходим для оплодотворения. Структурный и мутационный анализ позволил объяснить механизм взаимодействия между яйцеклеткой (белок JUNO) и сперматозоидом (белок IZUMO1) на молекулярном уровне. Эти исследования закладывают основу для понимания механизма оплодотворения.

Оплодотворение начинается со слияния сперматозоида и яйцеклетки. В этом процессе ключевую роль играют белок IZUMO1 на сперматозоиде и его рецептор JUNO на яйцеклетке. Они участвуют в самом первом этапе — образовании межклеточного мостика. Отсутствие любого из этих белков приводит к неудаче слияния мембран гамет, однако молекулярный механизм их взаимодействия оставался не до конца понятным.

Группа учёных из Токийского и Осакского университетов провела детальный анализ структуры и функции белка JUNO. Им удалось кристаллизовать мышиный белок JUNO и с помощью рентгеноструктурного анализа определить его кристаллическую структуру с разрешением 2.3 Å.

Исследователи обнаружили, что JUNO и рецепторы фолиевой кислоты имеют сходную общую структуру, но JUNO лишён кармана для связывания фолата, что объясняет его неспособность взаимодействовать с этим соединением.

Кроме того, учёные разработали новый метод комплементационного анализа с использованием яйцеклеток с удалённым геном JUNO. С помощью мутационного анализа они установили, что аминокислотный остаток 62-й триптофан (W62) в белке JUNO критически важен для взаимодействия с белком IZUMO1 сперматозоида.

Итоги исследования:

• Впервые определена кристаллическая структура белка JUNO.
• Обнаружена ключевая роль остатка W62 в белке JUNO для взаимодействия со сперматозоидом.
• Созданная система комплементации на основе яйцеклеток с делецией гена JUNO станет основой для будущих исследований, направленных на раскрытие общих механизмов оплодотворения.