Исследование объясняет накопление бесполезных белков в клетках

Группа исследователей из Университета штата Пенсильвания раскрыла причины накопления бесполезных белков в человеческих клетках. В ходе работы выяснилось, что некоторые молекулы сворачиваются с ошибками, но маскируются под нормальные, что позволяет им избегать разрушения организмом и может ускорять процесс старения. Результаты этого важного исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Белки играют ключевую роль в большинстве биологических процессов, и для их эффективной работы требуется строгое соблюдение трехмерной структуры. Однако иногда при синтезе белков происходит формирование топологического узла: нить аминокислот запутывается в собственную петлю. С помощью компьютерного моделирования ученые смогли установить, что клетки способны обнаруживать такие ошибки. В этом процессе участвует белок-метка убиквитин, который помечает дефектные молекулы и направляет их на переработку — вероятность их уничтожения достигает 93%.

Тем не менее, часть дефектных молекул умудряется уклоняться от разрушения. Ранее считалось, что такие молекулы слипаются, что может приводить к нейродегенеративным заболеваниям. Однако новое исследование показало, что эти молекулы могут оставаться в клетках поодиночке, не принося никакой пользы. Они сворачиваются с ошибками, но обладают настолько близкой к нормальной формой, что система контроля качества не распознает их как дефектные. Исследователи полагают, что примерно треть всех глобулярных белков, таких как гемоглобин и инсулин, в организме существует именно в таком состоянии: они остаются растворимыми и не слипаются, но не выполняют своих функций.

Как отметил соавтор исследования Эдвард ОБрайен, «накопление таких состояний почти наверняка снижает эффективность клеточных процессов, поскольку белки теряют свои естественные функции». Ученые высказывают предположение, что эти дефектные молекулы могут способствовать старению и быть причиной множества заболеваний, природа которых все еще остается загадкой для медицины.

Читайте также: