Как клетки очищают ткани от неправильно свернутых белков

Исследователи из Японии открыли новую систему контроля качества, которая позволяет клеткам удалять поврежденные и потенциально токсичные белки из своего окружения. Исследование, опубликованное 18 февраля в Journal of Cell Biology, показывает, что белок кластерин и гепарансульфат-протеогликаны объединяются, чтобы доставить неправильно свернутые белки внутрь клеток для деградации. Эти результаты могут привести к новым терапевтическим мишеням для нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера.

Проблема внеклеточных белков

Многие заболевания, как полагают, вызваны постепенным накоплением неправильно свернутых белков, которые могут агрегировать и повреждать нейроны и другие клетки. Клетки имеют внутренние системы контроля качества для таких белков. Однако около 11% человеческих белков существуют вне клетки, где они подвергаются еще большему стрессу. Болезнь Альцгеймера, поражающая 47.5 миллионов человек в мире, характеризуется агрегатами белка амилоида-β именно во внеклеточном пространстве.

Механизм очистки

Белок кластерин может связываться с неправильно свернутыми внеклеточными белками, предотвращая их агрегацию. Новое исследование показало, что кластерин также может "сопровождать" эти белки внутрь клетки и доставлять их к лизосомам — "мусоросжигательным" органеллам — для деградации.

Ключевое открытие: после связывания с мишенью, комплекс кластерин-белок попадает в клетку, связываясь с гепарансульфат-протеогликанами на поверхности почти всех человеческих клеток.

Значение открытия

Вместе кластерин и гепарансульфат-протеогликаны позволяют многим типам клеток поглощать и разрушать широкий спектр неправильно свернутых внеклеточных белков. Ученые считают эту систему универсальным внеклеточным контролем качества, ответственным за очистку тканей и биологических жидкостей.

Связь с болезнью Альцгеймера

Исследователи обнаружили, что этот путь может импортировать в клетки для деградации и амилоид-β. Мутации в гене кластерина связаны с повышенным риском развития болезни Альцгеймера, а эксперименты на крысах показали, что инъекция кластерина в мозг предотвращает нейродегенерацию, вызванную амилоидом-β.

Это открывает новые возможности для возможного лечения или профилактики заболеваний, связанных с аномальными внеклеточными белками.