Расшифрован механизм работы белков-'грузоперевозчиков'

Молекула белка-«грузоперевозчика» состоит из «двигателя» и хвостовой части, к которой крепятся клеточные грузы. В свободное от работы время, чтобы не расходовать зря энергию, хвостовая часть закрывает собой «отверстие», через которое к ферментативному «двигателю» попадает АТФ-топливо.

Моторные белки выполняют в клетке великое множество функций. Даже если не рассматривать собственно клеточные движения, различные молекулярные моторы осуществляют весь внутриклеточный транспорт: сортировку хромосом при делении клетки, перемещение везикул с нейромедиаторами и многие другие грузоперевозочные работы. Понятно, что такие функции вовсе не требуется выполнять каждую секунду двадцать четыре часа в сутки, и в работе белков-перевозчиков случаются перерывы.

Механизмы, с помощью которых молекулярные моторы включаются и выключаются, довольно давно интересуют исследователей. В статье, опубликованной в журнале Science, учёные из Университета Карнеги — Меллона (США) и Битсоновского онкоинститута (Великобритания) сообщают, что им удалось узнать, как включается и выключается один из молекулярных моторов — белок кинезин-1.

Этот белок входит в большое семейство, все члены которого сходны по устройству и функциям. Они перемещают грузы вдоль цитоскелетных «рельсов», тубулиновых микротрубочек, затрачивая при этом энергию АТФ. Кинезины вовлечены в процессы клеточного деления и везикулярного транспорта: в частности, именно они отвечают за быструю доставку пузырьков-везикул с нейромедиаторами от тела нервной клетки к месту синапса на конце аксона. Общий план строения кинезинов таков: один конец белка представляет собой собственно двигатель, получающий энергию из АТФ, а второй конец выглядит как толкач, к которому крепятся клеточные грузы. Чтобы заработать, две молекулы кинезина объединяются, и образуется комплекс с двумя двигателями и двумя «хвостами», к которым крепится груз. Если груз на «хвостах» не висит, то мотор «глохнет».

Было известно, что белковый «хвост» каким-то образом препятствует холостому расщеплению АТФ в ферментативном центре кинезина. Предположения о том, как это происходит, были стандартные: «хвост» либо закрывает место взаимодействия АТФ с белком, либо подавляет связывание кинезина с тубулином (для того чтобы начать работать, кинезину нужно встать на тубулиновые «рельсы»). Ничего из этого не подтвердилось. Учёные расшифровали кристаллическую структуру «молчащего» кинезина, у которого было два «двигателя» и только один «хвост». Этот хвост не вызывал никаких конформационных перестроек в ферментативных частях. Хвостовая часть кинезина связывалась в том месте комплекса, где «двигатели» контактировали друг с другом. Таким образом, хвостовая часть жёстко фиксировала ферментативные блоки, так что они оказывались сближены друг с другом. Но чтобы связать и расщепить АТФ, оба двигателя должны слегка расходиться друг относительно друга. Образно говоря, «хвост» кинезина затыкал отверстие, через которое горючее должно было попасть в «двигатель».

Как пишут авторы, они были изрядно удивлены тем, что в данном случае реализуется столь необычный способ подавления активности белка, без конформационных перестроек и вообще вмешательства в ферментативный центр. Вполне вероятно, что все белки данного семейства пользуются таким же способом авторегуляции собственной работы. Учитывая ту роль, которую кинезины играют в нервных клетках, нельзя исключать, что эти данные пригодятся при выработке методов лечения различных нейрофизиологических расстройств.

Источник: www.pharmcluster.ru

См.также: выставка лечебной косметики | фармацевтическая выставка | производители лекарств | лекарственные средства | справочник лекарственных средств 2011

Вернуться к списку новостей