Новый метод для анализа линейной убиквитинации

Исследователи из Университета Гёте во Франкфурте совместно с коллегами из Университета Тюбингена (Германия), Лондонского университета королевы Марии и Института Фрэнсиса Крика (Великобритания) разработали новую технологию для расшифровки «секретного кода убиквитина».

Убиквитин — это небольшой белок, который может присоединяться к другим клеточным белкам, контролируя и модулируя их функции. Присоединение происходит во многих формах: как одиночная молекула или в виде различных цепей, что приводит к разным конформациям и клеточным исходам. Этот «секретный код убиквитина» ещё предстоит полностью расшифровать.

Недавно было обнаружено, что молекулы убиквитина могут образовывать не только нелинейные, но и линейные цепи, где «голова» одной молекулы связана с «хвостом» другой. Известно лишь два высокоспецифичных фермента, способных синтезировать и разрушать такие цепи, и оба активно изучаются в Институте биохимии II Университета Гёте. Однако белки-мишени линейной убиквитинации и их конкретные клеточные функции в значительной степени оставались неизвестными.

Команда Корольки Хусняк из Университета Гёте решила эту проблему, разработав технологию для систематического анализа мишеней линейной убиквитинации. «Медленный прогресс в этой области был в основном обусловлен отсутствием подходящих методов для протеомного анализа белков, модифицированных линейными цепями убиквитина», — объясняет Хусняк.

Метод основан на внутренней модификации молекулы убиквитина, которая сохраняет её клеточные функции, но при этом позволяет обогащать и анализировать мишени линейного убиквитина с помощью масс-спектрометрии. Теперь можно идентифицировать модифицированные белки и определить точное положение в белке, где присоединяется линейная цепь. Этот высокочувствительный подход считается важным прорывом.

Доктор Хусняк уже подтвердила работоспособность метода, идентифицировав несколько новых белков, модифицированных линейными цепями убиквитина. Среди них — ключевые компоненты одного из основных провоспалительных путей в клетках.

«Линейные цепи убиквитина передают сигналы, играющие важную роль в регуляции иммунных ответов, защите от патогенов и иммунологических нарушениях. До сих пор мы мало знаем о том, как небольшие сбои в этой системе способствуют развитию серьёзных заболеваний и как мы можем управлять ею в терапевтических целях», — комментирует Хусняк потенциал новой технологии.

Ошибки в системе убиквитина связаны с многочисленными заболеваниями, включая рак, нейродегенеративные расстройства (например, болезнь Паркинсона), а также с развитием инфекций и воспалительных заболеваний.

Исследование опубликовано в журнале Nature Methods.