Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Κολούμπια μελέτησαν τη λειτουργία της μεμβρανικής πρωτεΐνης LRP2, που βρίσκεται στα κύτταρα
Συνήθως, το LRP2 βρίσκεται στην επιφάνειακυτταρική μεμβράνη, περιμένοντας την ευκαιρία να πιάσει ένα διερχόμενο μόριο. Αφού μια πρωτεΐνη δεσμευτεί σε ένα μόριο, το κύτταρο απορροφά το τμήμα της επιφάνειάς του που περιέχει την πρωτεΐνη, σχηματίζοντας ένα εσωτερικό κυστίδιο που ονομάζεται ενδοσώμα. Στη συνέχεια, το LRP2 απελευθερώνει το μόριο μέσα στο κύτταρο και το ενδοσώμα φέρνει την πρωτεΐνη πίσω στην επιφάνεια.
Για να καταλάβετε πώς λειτουργεί αυτό το "φεριμπότ",Οι ερευνητές συνέλεξαν δείγματα της πρωτεΐνης LRP2 από 500 νεφρά ποντικών. Τοποθέτησαν μέρος της πρωτεΐνης σε διάλυμα με pH 7,5, που αντιστοιχεί στον εξωκυτταρικό χώρο, και μέρος σε διάλυμα που μιμείται τα ενδοσώματα, με pH 5,2. Χρησιμοποιώντας ένα κρυοηλεκτρονικό μικροσκόπιο, τράβηξαν φωτογραφίες των πρωτεϊνών και στη συνέχεια τις συνέδεσαν σε έναν υπολογιστή, δημιουργώντας τρισδιάστατους χάρτες της πρωτεΐνης τόσο σε ανοιχτούς όσο και σε κλειστούς σχηματισμούς.
Το τρισδιάστατο μοντέλο δείχνει ότι η πρωτεΐνημετατρέπεται από μια πιο ανοιχτή δομή σε σχεδόν ουδέτερο pH έξω από το κύτταρο σε μια συσσωρευμένη μορφή σε ένα όξινο pH μέσα στο κύτταρο. Αυτές οι αλλαγές σχήματος επιτρέπουν στο LRP2 να συλλαμβάνει μόρια από το εξωτερικό του κυττάρου και να τα απελευθερώνει μέσα σε αυτό. Οι ερευνητές προτείνουν ότι τα φορτισμένα άτομα ασβεστίου διατηρούν την πρωτεΐνη ανοιχτή σε εξωκυτταρικό pH. Όταν όμως το pH πέφτει λόγω της εισροής ιόντων υδρογόνου στο ενδοσώμα, τα τελευταία εκτοπίζουν το ασβέστιο, προκαλώντας συστολή της πρωτεΐνης.
Ανοικτή και κλειστή κατάσταση της πρωτεΐνης LRP2. Εικόνα: Andrew Beenken et al., Cell
Όταν οι πρωτεΐνες LRP2 δεν περιέχουν μεταλλάξεις, πετυχαίνουνΔιατηρούν τη μοριακή ισορροπία, για παράδειγμα, στο αίμα και στον εγκεφαλικό ιστό, σημειώνουν οι συγγραφείς της μελέτης. Αλλά όταν υπάρχουν έστω και μικροσκοπικές αλλαγές στην τεράστια μοριακή ανατομία του LRP, αυτές οι πρωτεΐνες συμβάλλουν στην ανάπτυξη ασθενειών.
Η δυσλειτουργία της πρωτεΐνης στα νεφρά μπορεί να προκαλέσειχρόνια νεφρική νόσο, σύνδρομο Donne-Barrow και μια σειρά θανατηφόρων νεφρολογικών καταστάσεων στα νεογνά. Οι διαταραχές στον εγκέφαλο συμβάλλουν στην ανάπτυξη της νόσου του Αλτσχάιμερ. Η κατανόηση του πώς λειτουργεί αυτός ο πολύπλοκος μοριακός μηχανισμός θα βοηθήσει στη θεραπεία διαφόρων ασθενειών, λένε οι επιστήμονες.
Διαβάστε περισσότερα:
Μια ισχυρή έκλαμψη ξέσπασε στον Ήλιο: έχει ήδη επηρεάσει τη Γη
Μεσαιωνικό φρούριο που ανακαλύφθηκε κατά λάθος στο δάσος: το εύρημα εξέπληξε τους επιστήμονες
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν μια νέα γενετική ασθένεια στα παιδιά: πώς εκδηλώνεται
Στο εξώφυλλο: δύο καταστάσεις της πρωτεΐνης LRP2. Εικόνα: A. Fitzpatrick, A Beenken, L. Shapiro, Columbia's Zuckerman Institute