Американские ученые с помощью криоэлектронной микроскопии получили подробные изображения этапов убиквитинирования — процесса, в котором ненужные клетке белки маркируются молекулами убиквитина для дальнейшего уничтожения в протеасомах. Результаты исследования позволят в будущем исправлять убиквитинирования, сопровождающие процессы старения, нейродегенерации и некоторых заболеваний. Статья опубликована в журнале Nature.
Внутри клетки ненужные или неправильные белки маркируются специальной молекулярной меткой — небольшим белком убиквитином — в процессе убиквитинирования. После этого они отправляются в специальные клеточные органеллы (протеасомы), где уничтожаются. Убиквитинирование необходимо для нормального функционирования множества клеточных процессов, среди которых деление клеток, восстановление ДНК и иммунные ответы.
Ученые из Чикагского университета использовали новейшие методы электронной микроскопии, чтобы подробно исследовать этот процесс. Им удалось описать структуру ключевого фермента лигазы E3, который участвует в убиквитинировании у дрожжей, а также процесс N-degron, который определяет скорость деградации белков. Его нарушения приводят к накоплению поврежденных или неправильно свернутых белков, что наблюдается во время старения, нейродегенерации и некоторых редких заболеваний.
«До этого исследования мы не знали многого о том, как образуется структура полимера убиквитина, — говорит руководитель работы Минглей Чжао. — Теперь мы начинаем понимать, как он сначала прикрепляется к белковому субстрату, а потом постепенно удлиняется».
Ученые использовали криоэлектронную микроскопию, чтобы запечатлеть процесс присоединения убиквитина к белку и дальнейший рост полимера. Криоэлектронная микроскопия совмещает мгновенное замораживание растворов белков и последующее использование мощного электронного микроскопа, что позволяет получить изображения отдельных молекул или субклеточных структур. Авторы описали структуры нескольких промежуточных ферментных комплексов, участвующих в процессе. В будущем это поможет разработать новые лекарства и исправлять нарушения убиквитинирования.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Facebook и Twitter.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
