Идентифицирован первый клеточный «шаперон» для цинка
Цинк необходим клеткам: около десятой части всех белков требуют этот металл для нормального функционирования в различных аспектах клеточного метаболизма.
Несмотря на критическую роль цинка, оставалось неясным, как именно металл встраивается в нуждающиеся в нём белки и как клетки реагируют на дефицит цинка.
Теперь команда исследователей из Университета Вандербильта описала и охарактеризовала первый цинковый металлошаперон — белок, который встраивает цинк в другие белки-«клиенты». Результаты, опубликованные в журнале Cell, проливают свет на проблему дефицита цинка и открывают новую область биологии для изучения.
«В области биологии металлов существовал огромный пробел: мы не могли идентифицировать металлошапероны. Это удивительно, учитывая, сколько белков требует металлических кофакторов», — сказал Эрик Скар, соавтор статьи.
Исследователи назвали идентифицированный цинковый металлошаперон ZNG1 (zinc regulated GTPase metalloprotein activator 1). «Это первый идентифицированный белок, который встраивает цинк в другие белки», — отметил Скар.
Учёные обнаружили, что ZNG1 консервативен — присутствует от дрожжей до человека. Используя человеческую, мышиную и рыбью версии ZNG1 в качестве «приманки», они идентифицировали фермент METAP1 в качестве клиента для встраивания цинка и полностью охарактеризовали их взаимодействие. METAP1 удаляет начальную аминокислоту примерно с половины вновь синтезированных белков, влияя на их стабильность, созревание и локализацию в клетке.
Мутация гена ZNG1 в моделях на рыбках данио и мышах приводила к снижению клеточной пролиферации и дисфункции митохондрий — что согласуется с дефектами роста, наблюдаемыми при дефиците цинка.
Совокупность биохимических, структурных, генетических и фармакологических исследований на различных модельных системах продемонстрировала критическую роль ZNG1 в регуляции клеточного гомеостаза цинка.
«Мы полагаем, что когда организм испытывает дефицит цинка, ZNG1 обеспечивает доставку цинка к наиболее важным цинк-содержащим белкам», — заключил Скар.