Ученые выяснили, как два белка помогают поддерживать здоровье клеток

Ученые из The Scripps Research Institute (TSRI) определили, как два белка помогают создавать органеллы — специализированные субъединицы внутри клетки, которые играют жизненно важную роль в поддержании ее здоровья. Это открытие открывает путь для исследований веществ, которые могут мешать формированию этих органелл и привести к новым методам лечения рака.

Исследование, опубликованное онлайн 2 декабря 2012 года в журнале Nature Structural & Molecular Biology, сосредоточено на структуре и функции двух белков, ATG12 и ATG5. Эти белки должны правильно связываться, чтобы сформировать органеллу, называемую аутофагосомой, которая действует как мешок для мусора, удаляя токсичные материалы и обеспечивая клетку питанием за счет рециклинга.

Вопросы и ответы

В начале исследования было известно, что многие белки работают вместе, чтобы сформировать аутофагосомы в процессе аутофагии. Ключевой белок LC3 прикрепляется к липиду на мембране аутофагосомы. Однако LC3 не может присоединиться к липиду без помощи ATG12 и ATG5, и клетка сформирует аутофагосому только после установления связи (конъюгата) между этими двумя молекулами.

Ученые поставили цель определить структуру конъюгата ATG12-ATG5 и выяснить, почему он необходим для липидации LC3.

С помощью метода рентгеновской кристаллографии ученые смогли раскрыть детали этого конъюгата. Когда ATG12 и ATG5 соединяются, они образуют жесткую архитектуру и создают поверхность, состоящую из эволюционно консервативных аминокислот, которая облегчает липидацию LC3. Исследователи подтвердили это открытие, мутировав эти консервативные аминокислоты, что предотвратило образование аутофагосомы.

Также была идентифицирована поверхность на конъюгате ATG12-ATG5, которая связывается с ATG3 — другим ферментом, необходимым для присоединения LC3 к липиду.

К лучшему пониманию и новым методам лечения рака

С этими новыми знаниями исследователи надеются разработать молекулы, ингибирующие образование аутофагосом, что имеет значение для лечения рака. Например, препарат, напрямую ингибирующий связывание ATG3, можно использовать в координации с текущими терапиями, чтобы сделать лечение рака более эффективным, предотвращая рециклинг питательных веществ раковой клеткой и продлевая ее выживание.