Определена структура белка α-катенина, необходимого для межклеточного взаимодействия
Ученые из кампуса TSRI во Флориде определили структуру белка α-катенина, ключевого для адгезии (связи) клеток в тканях. Исследование разрешает давний парадокс о том, как этот белок взаимодействует с другими компонентами клеточных контактов. Работа опубликована 6 января 2012 года в журнале Nature Structural & Molecular Biology.
Белковая цепь адгезии
Клетки связываются друг с другом через специализированные адгезивные комплексы — адгериновые контакты (adherens junctions). Они состоят из цепи трёх белков:
- Кадгерин — рецептор, пронизывающий мембрану и связывающий клетки снаружи.
- β-катенин — связывает внутриклеточный "хвост" кадгерина.
- α-катенин — завершает цепь, связываясь с β-катенином и цитоскелетом клетки.
Эта связь с цитоскелетом (через белок F-actin) критически важна: без неё ткани не имели бы структуры. Нарушения в работе этих белков могут приводить к аномалиям развития и раку.
Разрешение парадокса
Долгое время оставалось загадкой, как α-катенин связывается одновременно с β-катенином и F-actin, поскольку in vitro эти взаимодействия были взаимоисключающими.
Учёные кристаллизовали почти полную человеческую α-катенин и определили её структуру. Оказалось, что в свободном состоянии α-катенин представляет собой асимметричный димер, две субъединицы которого вместе формируют сайт связывания для F-actin.
Связывание β-катенина с α-катенином нарушает структуру этого димера, меняя его архитектуру и вытесняя F-actin. Это объясняет, почему одновременная связь невозможна.
Роль винкулина
Вторая часть головоломки — как комплексы кадгерин-β-катенин и α-катенин-F-actin всё же соединяются в клетке — была решена с обнаружением роли другого белка цитоскелета, винкулина.
Структурный анализ показал, что связывание предварительно активированного винкулина с α-катенином не разрушает димер α-катенина. При этом оба партнёра в комплексе винкулин-α-катенин способны связываться с F-actin. Этот механизм и стабилизирует адгезивные контакты в живых клетках.