Розшифрований важливий транспортний білок - медичні аспекти
Білки, також відомі як білки, працюють в організмі людини як наномашини - вони мають чітко визначені структури і часто працюють разом з іншими білками. Транспортні білки - дуже важливий клас білків. Вони розташовані в клітинній мембрані і відповідають за внутрішній і зовнішній перенос речовин, наприклад поживних речовин або відходів.
Без “транспортера” камера не змогла б пронести їжу всередину камери і, отже, не могла б прогодуватися і жити. Певні транспортери також відіграють ключову роль при раку, різних метаболічних захворюваннях, наркоманії та вірусних інфекціях. Наразі про їх будову було мало відомо.
Зараз міжнародна група дослідників, очолювана структурними біологами з Інституту біохімії та молекулярної медицини Бернського університету та Національного дослідницького центру «TransCure», зуміла розшифрувати структуру важливого транспортного білка. Вперше їм вдалося зобразити її “архітектуру”, використовуючи складні процеси обробки зображень та комп’ютерні розрахунки. Візуалізація цього транспортера з високою роздільною здатністю може бути використана для розробки протиракових препаратів. Зараз дослідження опубліковано в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Транспортер з "причепом"
Досліджуваний транспортний білок LAT2 працює не поодинці, а разом із "допоміжним білком" - що дуже незвично у транспортерів. Обидва білки міцно зв’язані між собою і транспортують певні амінокислоти через клітинну мембрану. Амінокислоти служать джерелом енергії та будівельними блоками для побудови інших білків.
Білки LAT надмірно виробляються в деяких ракових клітинах. Придушення цих транспортерів може призвести до гальмування росту ракових клітин. "Розуміння того, як такі транспортні білки працюють на молекулярному рівні, має велике біологічне значення", - говорить Димитріос Фотіадіс, керівник дослідження. Тому дослідники вивчили структуру цього білкового комплексу та представили його зображення.
Білки, що складають лише кілька нанометрів - мільйонну частку міліметра - можна візуалізувати за допомогою електронної мікроскопії з високою роздільною здатністю. Тривимірне зображення транспортного і хелперного білка було створено комбінуванням електронно-мікроскопічних зображень, що демонструють різні види білкового комплексу, зі складними комп’ютерними розрахунками.
"Це одна з наших довгострокових та амбіційних цілей - розробити нові препарати проти таких захворювань, як рак, використовуючи структури з високою роздільною здатністю та дизайн ліків", - говорить Фотіадіс. Для структурних біологів з Берна, які досліджують транспортні білки як частину NCCR “TransCure” та в інших проектах, електронно-мікроскопічне зображення LAT2 - це лише початок: вони інтенсивно працюють над розшифровкою архітектури цього транспортного наномашини ще детальніше - до атомного рівня.
Інформація про публікацію:
Альберт Розелл, Марсель Мері, Олена Альварес-Марімон, Мерітселл Коста, Лаура Перес-Кано, Антоніо Зорцано, Хуан Фернандес-Ресіо, Мануель Палацін та Димитріос Фотіадіс: Структурні основи взаємодії та стабілізації переносника амінокислот людини LAT2 з його допоміжний білок 4F2hc, 10 лютого 2014 р., PNAS, doi/10.1073/pnas.1323779111