Ученые раскрыли детали работы кальциевого «предохранительного клапана» в клетках

Группа ученых из Брукхейвенской национальной лаборатории, Колумбийского университета и других институтов определила атомную структуру белка, регулирующего уровень кальция в клетках. Накопление кальция — ключевой сигнальный фактор, запускающий запрограммированную гибель клеток (апоптоз).

Исследование, опубликованное в Science 6 июня 2014 года, показывает, как этот белок, встроенный в мембрану эндоплазматического ретикулума, действует как молекулярный «предохранительный клапан», поддерживая стабильный уровень кальция.

Модель для разработки лекарств

Ученые изучили прокариотический гомолог человеческих белков TMBIM (Transmembrane Bax Inhibitor Motif). TMBIM6 сверхэкспрессирован при различных раках: простаты, молочной железы, глиоме, матки, яичников и легких.

Структура была определена с помощью рентгеновской кристаллографии на пучках X4A и X4C в Национальном источнике синхротронного излучения (NSLS). Белок имеет новую структуру: центральная спираль, окруженная двумя сэндвичами из тройных спиралей, пересекающих мембрану.

Центральная часть может принимать открытую или закрытую конформацию в зависимости от уровня кислотности (pH). При физиологическом pH эти конформации существуют в равновесии, поддерживая стабильный уровень кальция за счет постепенной утечки ионов через трансмембранную пору.

«Эта утечка присуща всем типам клеток и является цитопротекторной, подобно предохранительному клапану в паровом котле», — пояснил Цюнь Лю, ведущий автор статьи.

Следующим шагом будет определение кристаллических структур человеческих белков TMBIM для точного дизайна потенциальных ингибирующих препаратов. Эти исследования планируется провести на новом источнике NSLS-II, который будет в 10 000 раз ярче текущего.