Ускоритель молекулярных моторов: что заставляет пероксисомы разрушать загрязнители

Исследователи из Медицинского факультета RUB в сотрудничестве с институтами Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften в Дортмунде идентифицировали «молекулярный ускоритель», активирующий процессы в пероксисомах — жизненно важных клеточных компонентах, которые расщепляют клеточные токсины и длинноцепочечные жирные кислоты. Результаты опубликованы в PLoS One.

Импорт ферментов — ключевой процесс

Для выполнения своей функции пероксисомы должны импортировать необходимые ферменты. Основной импортный рецептор Pex5p регулируется белком убиквитином (Ub): модификация рецептора молекулой Ub открывает путь для новой реакции импорта.

Ошибочно принятый за якорь

Ранее команда под руководством Jun.-Prof. Харальда Платты, Dr. Фузи Эль Маграуи и Prof. Ральфа Эрдманна определила базовый состав убиквитиновой машинерии пероксисом, выделив шесть связанных белков в три функциональные группы. Однако оставалось неясным, как эта молекулярная машина активируется.

В новом исследовании выяснилось, что функцию активатора выполняет не новый белок, а модуль уже известного белка Pex22p. Ранее считалось, что функция Pex22p ограничивается ролью якорного белка, который связывает растворимый Pex4p с мембраной пероксисом.

Модульный подход к исследованию

Используя модульную концепцию и генетические слияния, исследователи собрали компоненты в различных комбинациях. Они обнаружили, что мембранный якорный компонент Pex22p не важен, если растворимый Pex4p связан с мембранным якорем белка Pex3p, не участвующего в реакции импорта. Такая комбинация демонстрирует низкую Ub-активность, недостаточную для модификации нужного числа импортных рецепторов.

Добавление Pex22(C) резко увеличивает Ub-активность, что позволяет импортировать достаточное количество ферментов и обеспечивает функциональность пероксисомы.

Пересмотр функций известных белков

Открытие этого «ускорителя» убиквитиновой и, как следствие, импортной машинерии пероксисом важно не только для понимания пероксисомных заболеваний, таких как синдром Цельвегера.

«Оказывается, определенные ключевые белки могут выполнять несколько важных задач в биохимических системах в целом, — объясняет Харальд Платта. — При анализе молекулярной основы различных биохимически определенных расстройств станет актуальным искать недостающие активности системы не только среди новых, неизвестных белков. Наше исследование показывает, что такая отсутствующая функция может быть уже «скрыта» в знакомом белке».