Вперше створено протеїн, який можна вмикати і вимикати відповідно до потреб дослідника

Вчені University of North Carolina at Chapel Hill School of Medicine сконструювали фермент, який можна вмикати і вимикати. Дослідники змогли ввести у структуру кінази саркоми Рауса (Src) новий  домен, що уможливлює алостеричну модифікацію активності ферменту: у разі зв’язування із рапаміцином (також див. Mammalian target of rapamycin – mTOR) домен змінює конформацію і робить кіназу активною, і, навпаки, за відсутності рапаміцину кіназна активність блокується. Така модельна система була розроблена для дослідження ролі Src-кінази в переміщенні злоякісної клітини – процесі, завдяки якому відбувається метастазування пухлин.

Лабораторія працювала над створенням такого індуктивного протеїну протягом трьох років. В перших варіантах система керованої активності ферменту складалася з двох частин: власне, ферменту, який містив невелику структурну надбудову, яка була задіяна у зв’язуванні рапаміцину, і другого протеїну, який взаємодіяв із ферментом за посередництва рапаміцину і виконував активацію ензиму. Під час тестування такого підходу виникла проблема – концентрації ферменту, яким цікавилися дослідники, і активаторного протеїну дуже рідко збігалися в клітині через різні темпи експресії генів відповідних білків. Це призводило до значних спотворень результатів вимірювання активності ферменту інтересу і унеможливлювало оцінку його внеску в розвиток тих чи інших реакцій в клітині.

Тому дослідники на чолі із Ніколаєм Дохоляном (PhD, Prof.) вирішили об’єднати два білки в один, задля цього виконавши складне і кропітке моделювання структури нового гібридного протеїну за допомогою комп’ютерних програм, що використовуються для передбачення вторинних і третинних структур білків. Результатом довготривалої роботи стала рапаміцин-залежна система регулювання активності кінази Src, зведена до одного білка – модифікованого Src. «Тепер ми маємо новий інструмент для дослідження активності різних протеїнів в живих клітинах, який раніше не був нам доступний», каже Дохолян. Алостеричний домен вбудували після 288-ї амінокислоти Src, і в такому положенні інактивація кінази за відсутності рапаміцину досягалася шляхом дестабілізації АТФ-зв’язуючого домена кінази. У релаксованому стані алостеричний домен забезпечує розходження у просторі функціональних частин АТФ-зв’язуючої кишені, тоді як під час взаємодії із рапаміцином регуляторний домен складається, наче гармошка, що уможливлює відновлення структури кишені і виконання акту фосфорилювання ферментом.

Розроблена система дозволила досліджувати ефекти, пов’язані виключно із кіназою саркоми Рауса. Було встановлено, що активація самого лиш Src викликає утворення видовжень клітинної мембрани на одному з полюсів клітини HeLa. Також було показано, що активність Src в клітинах даніо-реріо in vivo веде до втрати міжклітинних контактів та мобілізації клітин. Сукупно, дані вказують на участь кінази саркоми Рауса в здійсненні метастазування злоякісних клітин.

Посилання

Advertisements

Залишити відповідь

Заповніть поля нижче або авторизуйтесь клікнувши по іконці

Лого WordPress.com

Ви коментуєте, використовуючи свій обліковий запис WordPress.com. Log Out / Змінити )

Twitter picture

Ви коментуєте, використовуючи свій обліковий запис Twitter. Log Out / Змінити )

Facebook photo

Ви коментуєте, використовуючи свій обліковий запис Facebook. Log Out / Змінити )

Google+ photo

Ви коментуєте, використовуючи свій обліковий запис Google+. Log Out / Змінити )

З’єднання з %s