Структурная основа активации киназы фокальных адгезий на липидных мембранах раскрыта
Исследовательская группа под руководством Даниэля Литы опубликовала в The EMBO Journal механистические детали активации киназы фокальных адгезий (FAK) на липидных мембранах.
Ключевая роль FAK
FAK — ключевой белок, обеспечивающий контролируемую адгезию, пролиферацию, миграцию и выживание клеток. При раке он часто ответственен за аберрантную инвазию клеток, ведущую к метастатическим формам.
Загадка активации
В цитозоле FAK находится в аутоингибированном состоянии, но активируется при рекрутировании в фокальные адгезии. Как именно это происходит, было неизвестно.
Новое открытие
Группа Литы продемонстрировала, что FAK активируется при локализации на клеточной мембране, где он взаимодействует со специфическими фосфоинозитидными липидами.
Структурные данные
С помощью крио-электронной микроскопии была получена высокоразрешенная структура олигомерной формы FAK, связанной с липидной мембраной. Анализ показывает:
- Первоначальное связывание FAK с мембраной вызывает стерические столкновения, высвобождающие киназный домен из аутоингибирования.
- Это позволяет домену претерпеть крупную конформационную перестройку и самостоятельно взаимодействовать с мембраной, ориентируя активный сайт к её поверхности.
Механизм активации
В новой конформации несколько интерфейсов выстраиваются так, чтобы позволить олигомеризации FAK на мембране. При этом ключевой сайт фосфорилирования оказывается экспонированным, что ведёт к аутофосфорилированию и активации FAK.
Подтверждение модели
Для проверки механизма:
- Были проведены молекулярно-динамические симуляции процесса аутофосфорилирования и активации на мембране.
- Созданы мутанты FAK с изменениями в наблюдаемых интерфейсах взаимодействия.
- Проведены биохимические эксперименты, оценивающие влияние мутаций на связывание с липидами, аутофосфорилирование и активацию FAK.
- Изучено влияние мутаций на функцию FAK в раковых клетках.
Вывод
Раскрытый механизм оказался ключевым для инвазии и пролиферации раковых клеток.