Новый подход к изучению липид-связывающего белка COQ9

Белки, управляющие липидами в клетке, традиционно сложны для изучения. Учёные из EPFL и Университета Висконсин-Мэдисон, комбинируя структурные, биохимические и вычислительные методы, выяснили, как белок COQ9 получает доступ, выбирает и перемещает липидный "груз" в процессе биосинтеза важного кофермента Q (CoQ).

Проблема гидрофобности

Синтез и транспорт биологических липидов через водную внутреннюю среду клетки — давняя проблема в биологии. Одно из решений природы — использование липид-связывающих белков. CoQ — один из самых гидрофобных ("ненавидящих воду") молекул в природе, находящийся глубоко внутри митохондриальной мембраны. Его дефицит связан с редкими метаболическими проблемами, болезнью Паркинсона и диабетом II типа.

Роль белка COQ9

COQ9 — плохо охарактеризованный белок, ассоциированный с биосинтезом CoQ. Потеря его функции приводит к тяжёлому дефициту CoQ, но механизмы его работы оставались неизвестными.

Ключевые открытия

Интегративное исследование показало, что:

  • COQ9 связывает ароматические изопреноидные липиды.
  • Получает доступ к мембранам через амфипатическую спираль на своём конце.
  • Обе эти функции критически важны для его биологической роли в производстве CoQ.
  • COQ9, вероятно, взаимодействует с ферментом COQ7, катализирующим предпоследний шаг биосинтеза CoQ.

Предлагаемый механизм

Данные свидетельствуют, что COQ9 обеспечивает биосинтез CoQ, извлекая промежуточные продукты CoQ из листка внутренней мембраны митохондрии. После этого COQ9 представляет эти промежуточные продукты биосинтетическому ферменту.

Значение работы

"Наши анализы представляют COQ9 как новую модель того, как природа использует периферические липид-связывающие белки для преодоления гидрофобных проблем", — говорит Маттео Даль Пераро.

Эти данные могут помочь в разработке стратегий лечения расстройств, связанных с дефицитом липидов, включая многие болезни, ассоциированные с CoQ. Использованный интегративный подход может служить моделью для изучения других липид-связывающих белков или путей метаболизма липидов.