Российские ученые совместно с китайскими коллегами показали наличие функционально значимых ионов цинка в TLR1 рецепторе, ответственном за врожденный иммунитет человека. Результаты станут основой для дальнейших исследований механизмов работы этих рецепторов и помогут создать новые лекарственные препараты, а также понять механизмы нарушения врожденного иммунитета. Статья опубликована в журнале Communications Biology.
Иммунная система человека состоит из врожденного и приобретенного иммунитета. Компоненты системы врожденного иммунитета нацелены на распознавание определенных патогенов, а приобретенный иммунитет постоянно учится обнаруживать новые патогены. Клетки системы врожденного иммунитета узнают фрагменты патогенов — с помощью особых мембранных рецепторов. К таким белкам относятся Толл-подобные рецепторы, они имеют внеклеточные части, которые обеспечивают связывание с компонентами патогена и внутриклеточные домены, которые передают сигнал, запускающий молекулярные каскады, нацеленные на уничтожение патогена.
Команда ученых из Московского физико-технического университета и Института биоорганической химии РАН совместно с коллегами из Чанчуньского института прикладной химии исследовала структуру внутриклеточной части Толл-подобного рецептора 1 человека (TLR1). Исследователи обнаружили несоответствие данных, полученных разными методами. Данные о трехмерной структуре кристаллов TLR1, полученные методом рентгеноструктурного анализа, указывали на наличие химической связи между двумя аминокислотами-цистеинами во внутриклеточном домене. Однако анализ трехмерной структуры TLR1 методом ядерного магнитного резонанса, напротив, показал наличие подвижной, неупорядоченной структуры исследуемой области.
Ученые выдвинули гипотезу, что два цистеина расположены рядом не из-за наличия дисульфидной связи, а из-за находящегося между ними иона металла. После этого авторы выяснили, что TLR1 действительно способен связывать цинк в растворе. Для точного определения участка связывания исследователи применили метод точечного мутагенеза, получив TLR1, в которых один из нескольких цистеинов был заменен другой аминокислотой. Эта замена привела к потере способности TLR1 связывать цинк и «выключению» рецептора.
«Сопоставив данные, полученные различными методами, мы пришли к выводу, что дисульфидный мостик — неизбежный артефакт процесса формирования кристаллов для данного белка. На самом деле, когда белок находится в клетке в водном окружении, эти два цистеина образуют участок связывания цинка, причем этот участок критически важен для функционирования белка», — рассказывает соавтор исследования Валентин Борщевский.
Результаты экспериментов были подтверждены методом компьютерного моделирования. Вычислительные эксперименты позволили прояснить детали того, как TLR1 взаимодействует с цинком и какие изменения в молекуле рецептора при этом происходят. Важность связывания цинка для функционирования TLR1 также подтвердилась в экспериментах на линиях клеток человека.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
