Обнаружен протеин открывающий секреты мембраны клетки

Команда ученых из Исследовательского Института Скриппса (The Scripps Research Institute) и Национального Института Здоровья (National Institutes of Health) обнаружили белковую структуру, которая отщипывает крошечные мешочки от внешней мембраны наших клеток. Клетки используют эти мешочки или везикулы для перемещения питательных веществ и других важных субстанций.

Структура белка динамина поможет пролить свет на вопросы формирования везикулов и продвинет в понимании глубинных процессов, критически важных для выживания клетки. Открытие также может помочь усовершенствовать методы доставки лекарственных препаратов.

Статья об исследовании была опубликована в онлайн-версии журнала Nature 28 апреля 2010.

Загадка откусывания мембран

Мембрана клетки служит в качестве барьера, защищая клетку от попадания в нее вредных веществ. Но для поддержания жизни, клетка также нуждается и в проникновении внутрь нее некоторых субстанций.

Чтобы попасть внутрь клетки, питательные вещества или гормоны в кровотоке, например, присоединяются к определенным рецепторам на мембране клетки. Затем мембрана формирует вокруг этих сцепленных молекул углубление и они вдавливаются в мешочек или пузырек, который отсоединяется от мембраны и переносит свой важный груз внутрь клетки. Нервные клетки задействуют подобный пузырьково-образующий механизм, называемый эндоцитозом, в целях поддержания процессов приема сигналов друг друга.

"Эндоцитоз - это способ общения клеток", - рассказала Сандра Шмид, заведующая кафедрой молекулярной биологии и автор статьи в журнале Nature, - "Он критично важен для многих биологических процессов, начиная с контроля кровяного давления и заканчивая избавления от глюкозы".

Ученые долгое время не понимали как именно происходит этот процесс. Но было точно известно, что как минимум одна молекула, под названием динамин, играла в нем важную роль.

Динамин принадлежит к крупной семье ферментов под названием ГТФаза. Эти ферменты связывают химикат ГТП и конвертируют его в более простую форму (ГДП), что освобождает энергию. В процессе конвертации ГТФаза изменяет свою форму, что позволяет ей исполнять функцию по производству везикул.

Изначально, ученые считали что молекулы динамина собираются в длинные спирали на мембране клетки и в присутствии ГТП эти спирали затвердевают, создавая везикулы.

Но исследование, проведенное год назад, подвергло сомнению такую точку зрения. Наблюдая за трансформацией везикул через микроскоп, ученые обнаружили что белок динамин формирует только лишь небольшой ободок вокруг мембраны. К тому же, динамин может функционировать в одиночку, без помощи других белков.

Как определить функции белка? Это можно сделать, например, по его строению. Для этого, ученые применяют метод под названием рентгеновская кристаллография, в процессе которого создается кристалл в форме белка, который бомбардируется рентгеновскими лучами для определения позиции атомов.

Но в случае с динамином, процесс кристаллизации был затруднителен, ведь этот белок состоит из почти 1000 аминокислот. Выход был найден примерно 3 года назад, когда Джошуа Чаппи (Joshua Chappie) удалось создать более короткую версию динамина, которая сохраняла ту же активность к ГТФазе что и полный белок.

Чаппи без труда создал кристалл укороченного белка и исследовал его с помощью рентгеновской кристаллографии. Но полученные данные было невозможно интерпретировать из-за

Полученная кристаллическая структура укороченного динамина открыла много важной информации.

"Благодаря этой структуре, было получено множество ответов, на вопросы, которыми мы задавались на протяжении последней декады", - заявила Шмид. Посетите новостной портал, спорим, рассуждаем, доказываем.

Оригинал (на англ. языке): Sciencedaily.com

• Зимний морской лёд усиливает способность Южного океана поглощать CO₂
• Горбатые киты играют с людьми, пуская кольца пузырей: возможно, это способ общения
• Как жили «полярные динозавры»: ученые воссоздали древнюю экосистему Антарктики 120 миллионов лет назад
• Койоты в Лос-Анджелесе менее склонны проводить время в богатых районах
• Робот-прыгун, похожий на веснянку
• Почему летучие мыши спят, вися вниз головой?
• Одинокий дельфин развил уникальный язык
• Крылья птиц и летучих мышей: разные пути эволюции