Новый способ направлять клеточный "мусор" на аутофагию
Исследователи из Университета Вашингтона в Сент-Луисе обнаружили ранее неизвестный структурный элемент в живых клетках, критически важный для "уборки". Накопление дефектного клеточного материала связано с такими расстройствами, как болезнь Хантингтона, Альцгеймера, Паркинсона и БАС.
Новые рецепторы для выноса "мусора"
Один из основных способов очистки — аутофагия. Клетки заключают ненужный материал в везикулы, которые затем отправляются в "мусорный бак" — вакуоль или лизосому. Ключевую роль играют рецепторы, которые распознают "мусор" и привязывают его к белку ATG8, выстилающему везикулу.
Ранее считалось, что все эти рецепторы родственны и связываются с ATG8 по одному механизму. Однако учёные обнаружили новый сайт связывания на противоположной стороне молекулы ATG8. Этот сайт распознаёт целый ряд дополнительных рецепторов груза.
Для связывания с этой новой "док-станцией" рецепторы используют сайт, известный как мотив, взаимодействующий с убиквитином (UIM), ранее не связывавшийся с аутофагией.
"Это совершенно другой механизм взаимодействия. Его открытие представляет собой взрывной рост числа потенциальных белков, взаимодействующих с ATG8, которые могут контролировать аутофагию, и все они используют этот новый сайт", — сказал Ричард Маршалл.
Значение для здоровья человека
Понимание работы новых рецепторов может указать на новые мишени для профилактики и терапии заболеваний человека.
Исследователи также описали конкретный рецептор из этой новой группы, который помогает утилизировать ключевой белок CDC48 (или p97).
Протеотоксический стресс возникает при накоплении дефектных белков, которые клетка не может удалить. CDC48 участвует в этом процессе, но и он сам может выйти из строя. Дефектные белки и CDC48 начинают образовывать агрегаты, похожие на те, что обнаруживаются при болезнях Альцгеймера и Паркинсона.
"CDC48 — это унфолдаза, которая захватывает белки, разворачивает их и доставляет к протеазам для деградации. Даже одна плохая копия в гексамерном комплексе CDC48 отправляет весь комплекс на аутофагический оборот", — пояснил Ричард Виерстра.
Исследование опубликовано 4 апреля в журнале Cell.