Как паразит токсоплазма проникает в клетки: открыт механизм «белкового танца»
Патогены, включая паразитов, бактерий и вирусов, используют эффекторные белки как «арсенал» для подавления иммунитета хозяина и создания благоприятных условий для своего размножения.
Токсоплазма и её секретное оружие
- Возбудитель токсоплазмоза Toxoplasma gondii особенно опасен для беременных и людей с ослабленным иммунитетом.
- Для уклонения от иммунной защиты паразит секретирует эффекторный белок TgPDCD5, который вызывает апоптоз (гибель) макрофагов хозяина.
Загадка проникновения белка в клетку
- Белки, как биологические макромолекулы, с трудом преодолевают клеточные мембраны.
- Предполагалось, что TgPDCD5 попадает в клетки через эндоцитоз, взаимодействуя с гепарином или гепарансульфатными протеогликанами на поверхности клетки, но точный механизм был неизвестен.
Исследование структуры и свойств TgPDCD5
Группа профессора Чунь-Хуа Сюй из Национального университета Тайваня использовала методы кругового дихроизма, флуоресцентной спектроскопии и синхротронного малоуглового рассеяния рентгеновских лучей.
- Было доказано, что TgPDCD5 обладает характеристиками расплавленной глобулы — состояния белка с чёткой вторичной структурой, но динамичной третичной.
- Дальнейший NMR-анализ показал, что TgPDCD5 представляет собой спиральный пучок с удлинённой N-концевой спиралью, сохраняющий свойства расплавленной глобулы.
Ключевая роль пролиновой изомеризации
- NMR-исследования связывания выявили, что взаимодействие с гепарансульфатом затрагивает как мотив связывания, так и ядро белка.
- Это взаимодействие регулируется изомеризацией пролина в остатке P107 (переход между cis и trans конформациями).
- Учёные обнаружили, что другой секретируемый паразитом белок — пролиновая изомераза TgCyp18 — регулирует эту изомеризацию в TgPDCD5.
- TgCyp18 облегчает связывание и высвобождение TgPDCD5 с полисахаридами гепарансульфата, подобно тому, как корабль отдаёт или поднимает якорь.
Предложенный механизм проникновения
Исследователи предложили молекулярный механизм, объясняющий, как TgPDCD5 попадает в клетки:
- Белок связывается с гепарансульфатными полисахаридами на поверхности клетки.
- Благодаря состоянию расплавленной глобулы, TgPDCD5 сохраняет высокую гибкость.
- Эта гибкость позволяет белку выполнить тонкий «белковый танец», который обеспечивает его транслокацию (проникновение) через мембрану внутрь клетки.
Исследование опубликовано в журнале JACS Au.