Декодиран важен транспортен протеин - медицински аспекти
Протеините, известни още като протеини, работят като наномашини в човешкото тяло - те имат добре дефинирани структури и често работят заедно с други протеини. Транспортните протеини са много важен клас протеини. Те се намират в клетъчната мембрана и са отговорни за вътрешния и външния пренос на вещества, например хранителни вещества или отпадъчни продукти.
Без „транспортьор“ клетката не би могла да пренася контрабанда храна във вътрешността на клетката и по този начин да може да се храни и да живее. Определени превозвачи също играят ключова роля при рак, различни метаболитни заболявания, наркомании и вирусни инфекции. Досега се знаеше малко за тяхната структура.
Сега международен екип от изследователи, ръководен от структурни биолози от Института по биохимия и молекулярна медицина към Университета в Берн и Националния изследователски център „TransCure“, успя да дешифрира структурата на важен транспортен протеин. За първи път те успяха да изобразят нейната „архитектура“, използвайки сложни образни процеси и компютърни изчисления. Изобразяването на този транспортер с висока разделителна способност може да се използва за проектиране на противоракови лекарства. Изследването вече е публикувано в списанието Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Транспортер с "ремарке"
Изследваният транспортен протеин LAT2 не работи сам, а заедно с „помощен протеин“ - което е много необичайно за транспортерите. И двата протеина са здраво свързани помежду си и транспортират определени аминокиселини през клетъчната мембрана. Аминокиселините служат като източник на енергия и градивни елементи за изграждането на други протеини.
LAT протеините се свръхпродуцират в определени ракови клетки. Потискането на тези носители може да доведе до инхибиране на растежа на раковите клетки. „Разбирането как функционират такива транспортни протеини на молекулярно ниво е от голямо биологично значение“, казва Димитриос Фотиадис, ръководител на изследването. Следователно изследователите изследват структурата на този протеинов комплекс и го представят с изображения.
Протеини, които са само няколко нанометра - милионна част от милиметъра - могат да бъдат визуализирани с помощта на електронна микроскопия с висока разделителна способност. Триизмерно изображение на транспортния и помощния протеин беше създадено чрез комбиниране на електронно-микроскопични изображения, показващи различни изгледи на протеиновия комплекс със сложни компютърни изчисления.
„Една от нашите дългосрочни и амбициозни цели е да разработим нови лекарства срещу заболявания като рак, използвайки структури с висока резолюция и дизайн на лекарства“, казва Фотиадис. За структурните биолози от Берн, които изследват транспортните протеини в рамките на NCCR “TransCure” и в други проекти, електронното микроскопско изобразяване на LAT2 е само началото към атомното ниво.
Информация за публикацията:
Albert Rosell, Marcel Meury, Elena Alvarez-Marimon, Meritxell Costa, Laura Pérez-Cano, Antonio Zorzano, Juan Fernández-Recio, Manuel Palacín и Dimitrios Fotiadis: Структурни основи за взаимодействието и стабилизацията на човешкия аминокиселинен транспортер LAT2 спомагателен протеин 4F2hc, 10 февруари 2014 г., PNAS, doi/10.1073/pnas.1323779111