Псевдофосфатазы: раскрытие функций "несуществующих" ферментов

Лаборатория Шанты Д. Хинтон из Колледжа Вильяма и Мэри стала пионером в изучении группы ферментов, известных как псевдофосфатазы, в частности белка MK-STYX. Долгое время псевдофосфатазы считались тупиковой ветвью исследований, но работы Хинтон и нескольких других лабораторий показали, что в этих белках нет ничего "псевдо".

От "ленивых" ферментов к ключевым игрокам

Фосфатазы выполняют важную функцию: они присоединяются к фосфатной группе в белке и удаляют её, изменяя функциональность белка. Ранее считалось, что псевдофосфатазы лишь связываются с фосфатной группой, но не завершают реакцию удаления.

Исследования лаборатории Джека Диксона в UC San Diego и другие работы начали менять эту парадигму. Особый интерес у Хинтон вызвала публикация, связывающая вариант MK-STYX с развитием саркомы Юинга — педиатрического рака.

Функции MK-STYX: нейриты и стресс-гранулы

Лаборатория Хинтон определила ключевые функции MK-STYX:

  • Индукция нейритов — первых стадий развития нейронов, специализированных клеток, которые общаются через синапсы.
  • Регуляция клеточного ответа на стресс — MK-STYX уменьшает количество и размер стресс-гранул.

Стресс-гранулы — это защитный механизм клеток в ответ на environmental factors. Однако их продолжительная активность может привести к неврологическим расстройствам.

Новые горизонты исследований

Открытие этих функций открыло новые направления для исследований:

  • Детальные структурные исследования MK-STYX
  • Изучение связей с заболеваниями (артрит, диабет, рак, нейродегенеративные расстройства) в высокопроизводительных лабораториях

Работа лаборатории Хинтон поддерживается грантами National Institutes of Health (NIH) и National Science Foundation (NSF). Её обзорная статья "Pseudophosphatase MK‐STYX: the atypical member of the MAP kinase phosphatases" была prominently featured в The FEBS Journal.

Адаптация в эпоху COVID-19

Исследования Хинтон требуют "wet bench" работы, но период ограниченного доступа в лабораторию (март–июль) она использовала для развития computational skills:

  • Изучение эволюционных вопросов с помощью computational approach
  • Создание graduate-level курса по биоинформатике
  • Привлечение студентов computer science и CAMS (computational & applied mathematics and statistics)

Лаборатория вернулась к работе в августе 2020 года, соблюдая специальные protocols, и продолжает быть продуктивной.