Когато протеините работят на тъмно За науката
Изпълнява ли протеин уникална биологична функция? Биохимичната специализация на ензимите доведе до това да се вярва дълго време, докато кристалните протеини разкриха съществуването на множество подземни дейности ...
Подобно на миди, белите миди имат средно 40 очи и могат да имат до 200, разпределени в мантията им. При тези мекотели и други двучерупчести всяко око функционира като малък телескоп: това е многопластово вдлъбнато огледало, което фокусира светлината върху ретината, разположена между лещата и огледалото. Лещата има само ниска пречупваща сила и играе малка роля за зрението.
През 80-те години кристалите повдигнаха завесата върху неочакван свят, чието изследване продължава и до днес. Тези протеини са основните съставки на очната леща на много животни, гръбначни животни и не. Смятало се, че те са забележителни поради удивителните си оптични характеристики: те са прозрачни за светлинните лъчи от видимия спектър и придават на кристалната леща оптичен индекс по-голям от 1, което й дава ролята на сходяща се леща. Освен това те не денатурират във високи концентрации и имат дълъг срок на годност. За щастие, тъй като в края на ембриогенезата на лещата клетките, които я съставляват, губят ядрата си и протеините почти не се обновяват.
Такива специфични протеини изглеждаха специализирани за уникална роля. Тяхното проучване изглеждаше завладяващо както от фундаментална (как са възникнали?), Така и от приложена (може би те биха помогнали да се разбере катарактата поради замъгляване на лещата?) От гледна точка. И така, каква беше изненадата на Джорам Пиатигорски от Американския здравен институт в Бетесда, когато в края на 80-те години осъзна, че кристалите, които той анализира, не са нищо друго освен ензими, добре познати другаде, изразени на по-ниско ниво в много тъкани, където не могат да играят оптична роля !
Само в гръбначните животни има повече от дузина семейства кристални кристали. Джорам Пиатигорски показа, че първите открития, кристалният а на гръбначните животни, са протеини от топлинен шок или HSP. Тези ензими, които се активират под действието на клетъчен стрес, играят главно роля на шаперон: те предотвратяват синтезирането на протеини да се агрегират чрез техните хидрофобни аминокиселини, преди тяхното триизмерно сгъване. Те също се изразяват, когато клетката претърпи силни температурни вариации, които водят до денатурация на протеини. Тук отново, като шаперони, те помагат на тези протеини да запазят своята триизмерна структура и следователно да играят правилно своята биологична роля. Разбираме, че всички клетки изискват присъствието на тези HSP и че тази роля на шаперон няма нищо общо, априори, с никаква оптична роля.
Вулгарни шаперони, нищо повече
Поради своята новаторска работа върху кристални кристали, Йорам Пиатигорски току-що бе открил втората основна роля на протеините на топлинен шок при бозайниците. Биохимиците първо бяха много разочаровани от този непредвиден резултат: как стана така, че такива банални протеини, които се намират във всички еукариотни клетки (клетки, съдържащи ядро), могат да играят и оптична роля, ако са специфични? От еволюционна гледна точка обаче този резултат е очарователен, защото илюстрира една от най-деликатните концепции за манипулиране, тази за адаптация.