Управление водными потоками в дрожжевых клетках

Вода — ключевой компонент жизни, но её уровень внутри клеток должен строго регулироваться для поддержания правильной формы и размера клетки. В новом выпуске журнала PLoS Biology учёные из Гётеборгского университета представили самую детальную на сегодня трёхмерную структуру мембранного белка — аквапорина, регулирующего поток воды в дрожжевых клетках и из них. Практически все живые организмы используют аквапорины для контроля водного обмена между клеткой и окружающей средой.

Уникально высокое разрешение данных рентгеновской кристаллографии, полученных Карин Линдквист, Ричардом Нойце и их коллегами из Германии и Швеции, позволило визуализировать роль ранее загадочного участка молекулы дрожжевого аквапорина — длинного «хвоста» (N-концевое удлинение). Авторы показали, что этот «хвост» регулирует поток воды, контролируя открытие и закрытие водного канала.

«Наше исследование показывает, что N-концевые удлинения в дрожжах действуют как ворота, которые могут открываться и закрываться в зависимости от того, сколько воды клетке нужно выделить или поглотить. Компьютерное моделирование и биологические эксперименты позволяют предположить, что канал регулируется комбинацией механической регуляции и фосфорилирования», — говорит Карин Линдквист.

Ранее опубликованные исследования на мышах показали, что ингибирование функции аквапоринов может значительно снижать распространение и рост опухолей. Авторы надеются, что их работа по регуляции аквапоринов в простых организмах, таких как дрожжи, позволит лучше понять их функцию у высших организмов.

«Структура дрожжевого аквапорина, которую мы определили, может быть использована для создания ингибиторов человеческих аквапоринов, и это в долгосрочной перспективе может привести к созданию препаратов, замедляющих рост раковой опухоли», — говорит старший автор статьи Карин Линдквист.