Ученые визуализировали белок, связанный со многими заболеваниями

Впервые исследователи смогли понаблюдать на молекулярном уровне, как работает белок, связанный с многочисленными проблемами со здоровьем. Открытие поможет разработать новые лекарства для лечения воспалений, ишемической болезни сердца, рака, рассеянного склероза и других заболеваний. Результаты опубликованы в журнале Cell.

Научный сотрудник Орегонского университета здоровья и науки Аланна Маккарти, доктор биологических наук, и исследователь Стивен Мансур использовали криоэлектронную микроскопию для получения трехмерной структуры белкового рецептора и наблюдения за его внутренней работой. Изученный ими белковый рецептор представляет собой белок клеточной мембраны, который позволяет электрически заряженным частицам натрия и кальция проникать в клетку и вызывать изменения в ней. Они специально изучали рецептор P2X7, подтип семейства P2X с ионными каналами, который был связан с воспалением, накоплением бляшек в артериях, метастазированием рака, неврологическими заболеваниями и другими процессами.

P2X7 необычен тем, что после активации его канал остается открытым неограниченно долго, постоянно позволяя заряженным частицам проникать в клетку и запускать сигнальные пути воспаления, что в конечном итоге приводит к гибели клетки. Такое сигнальное поведение может способствовать заболеваниям, связанным с рецептором. Метод крио визуализации позволил  полностью захватить белковый рецептор.

В свою очередь это позволило визуализировать части рецептора, которые находятся внутри клетки. В результате ученые смогли наблюдать, как эти части модифицируются молекулами жирных кислот, называемыми пальмитоильными группами. Когда Мансур и его коллеги удалили эти группы, они обнаружили, что рецептор больше не остается открытым и не вызывает передачу сигналов. Они также обнаружили, что нуклеотид гуанозина был связан с P2X7 внутри клетки.

 «Исследователи знают, что лиганд-управляемые ионные каналы модифицируются пальмитоильными группами, но мы никогда не наблюдали этого детально», – говорит Мансур, доцент кафедры медицины. – Наши открытия могут быть использованы в качестве модели того, как пальмитоилирование модифицирует другие ионные каналы».

Мансур и его команда продолжат изучение пальмитоильных групп и роль внутриклеточной передачи сигналов P2X7. Они анализируют их потенциальное влияние на здоровье человека, и как они могут быть направлены на лечение заболеваний, связанных с рецептором.

Исследование проведено при поддержке Национального института сердца, легких и крови. Команда использовала микроскопы Тихоокеанского северо-западного центра крио-EM, который создан в 2018 году при поддержке Национального института здоровья.

Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/10/191003130327.htm