Исследователи открыли новый тип укладки белка с транспортным туннелем

Белок LIMP-2 жизненно важен для людей и животных. При его отсутствии — например, из-за наследственного заболевания — в организме накапливаются вещества неизвестной природы, вероятно, липиды. До сих пор учёные не были уверены, как именно выглядит этот белок и как функционирует. Доктор Майкл Шваке из Университета Билефельда (Германия) исследует этот белок, прокладывая путь для будущих терапий. Вместе с коллегами из Киля, Торонто и Бостона он обнаружил, что белок LIMP-2 обладает новой, ранее не описанной укладкой (фолдом) и наноскопически малым транспортным туннелем. Результаты опубликованы 27 октября в журнале Nature.

Белки состоят из аминокислот. Хотя они выстроены как на нити, они образуют скрученную трёхмерную структуру из спиралей и листов. Именно эта укладка позволяет им влиять на биологические клетки. «Мы расшифровываем структуру и функцию белков, чтобы понять, как в них протекают биохимические процессы», — говорит Шваке.

Для изучения LIMP-2 коллеги Шваке из Университета Торонто (Канада) кристаллизовали белок. Затем с помощью рентгеноструктурного анализа они определили его кристаллическую структуру. «Анализируя изображения, мы обнаружили укладку белка, которая до сих пор не была описана ни у одного другого белка», — сообщает Шваке.

LIMP-2 присутствует в каждой клетке человеческого тела, в основном в лизосомах, где он обеспечивает доставку специфического фермента. Лизосомы — это «желудки» клеток, расщепляющие вредные и ненужные вещества. Специфический фермент бета-глюкоцереброзидаза отвечает за расщепление липидов. Если этот фермент дефектен или не достигает лизосом, липиды накапливаются. Биохимики полагают, что это вызывает болезнь Гоше, приводящую к увеличению печени и селезёнки.

Исследования Шваке подтвердили, как LIMP-2 транспортирует этот фермент. Белок имеет «голову» из нескольких спиралей, к которой стыкуется фермент. «Нам также удалось показать, что белок снабжён туннелем, через который он транспортирует вещества через мембраны», — сообщает Шваке.

Биохимисты установили, что этот канал, вероятно, используется для вывода липидов из лизосомы. «Мы определили это, сравнив структуру LIMP-2 со структурой родственных белков», — поясняет Шваке. Известно, что два из этих белков связывают и транспортируют липиды. Сравнение позволяет предположить, что LIMP-2 обладает такой же способностью.

Как биохимик, Шваке не занимается разработкой терапии — его интересует фундаментальное исследование, то есть понимание того, как белки работают в клетках. «Наши открытия могут быть использованы для разработки веществ для лечения болезней», — объясняет он. «Благодаря нашему исследованию мы теперь знаем, как лиганды связываются с «головой» и как липиды транспортируются через туннель. Один из способов предотвратить это — целенаправленно нарушить связывание в этих местах», — говорит Шваке.