Новый механизм поможет в лечении рака

Ученые из Рурского университета в Бохуме и Упсальского университета идентифицировали новый механизм деактивации белков-переключателей. Белки-переключатели, такие как Ras, регулируют многие процессы в организме и влияют на развитие рака. Результаты работы исследователей были опубликованы в журнале «Journal of the American Chemical Society».

Ускоренные реакции

Молекула GTP, связанная с переключением белков, необходима для деактивации многих из них. Если одна из фосфатных групп отсоединяется от GTP, белок «выключается», что влияет на клеточные процессы.

«Белки чрезвычайно эффективны, они ускоряют реакции, которые обычно занимают миллиарды лет, так, что они выполняются за доли секунды» - отметили исследователи.

По крайней мере, одна молекула воды всегда участвует в процессе дезактивации. До настоящего времени ученые предполагали, что она должна быть активирована при помощи некого «партнера», который переносит протон в молекулу воды. Природа реакционного партнера обсуждалась десятилетиями - был ли это сам GTP или белковый компонент. Но новое исследование показало, что существует механизм, в котором активация происходит без какой-либо передачи протонов.

Теория против эксперимента

Используя компьютерный анализ, ученые изучили все варианты дезактивации для семи различных систем белков-переключателей. Таким образом они определили различные скорости дезактивационных процессов. Исследователи сравнили подсчитанные скорости со значениями, полученными в ходе экспериментов при помощи инфракрасной спектроскопии с временным разрешением.

Хотя значения двух ранее подозреваемых механизмов сильно отличались друг от друга, экспериментальные результаты для нового механизма соответствовали теоретическим предположениям касательно всех семи протестированных систем. Новый механизм дезактивации оказался универсальным, что свидетельствует о его связи с многочисленными клеточными процессами.

Механизм, связанный с образованием опухолей

«Заболевания часто вызываются механизмом дезактивации ключевых белков, - отметили ученые. – Чтобы понять молекулярные процессы, лежащие в основе заболеваний, и разработать методы лечения, мы сначала должны понять дезактивационный механизм».

Новый идентифицированный механизм, например, отвечает за выключение Ras – белка, дефекты которого приводят к неконтролируемому клеточному росту опухолей. Исследователи десятилетиями пытались найти лекарство, влияющие на дисфункциональный белок Ras  в опухолях человека.

«Мы надеемся, что результаты нашей работы помогут понять, почему этот поиск до сих пор оставался безуспешным. Теперь правильный механизм молекулярной дезактивации может стать отправной точкой для разработки противораковых препаратов» - сообщили ученые.

Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/07/190722103245.htm