חוקרים מאוניברסיטת קולומביה חקרו את תפקודו של חלבון הממברנה LRP2, שנמצא בתאים
בדרך כלל, LRP2 נמצא על פני השטחקרום התא, מחכה להזדמנות לתפוס מולקולה חולפת. לאחר שחלבון נקשר למולקולה, התא סופג את חלק פני השטח שלו המכיל את החלבון, ויוצר שלפוחית פנימית הנקראת אנדוזום. לאחר מכן LRP2 משחרר את המולקולה בתוך התא, והאנדוזום מחזיר את החלבון אל פני השטח.
כדי להבין איך ה"מעבורת" הזו עובדת,החוקרים אספו דגימות של חלבון LRP2 מ-500 כליות עכברים. הם הניחו חלק מהחלבון בתמיסה עם pH של 7.5, התואמת את החלל החוץ תאי, וחלק בתמיסה המחקה אנדוזומים, עם pH של 5.2. באמצעות מיקרוסקופ קריואלקטרון, הם צילמו את החלבונים ואז חיברו אותם יחד במחשב, ויצרו מפות תלת מימדיות של החלבון בתצורות פתוחות וסגורות כאחד.
מודל התלת מימד מראה שהחלבוןהופך ממבנה פתוח יותר ב-pH כמעט נייטרלי מחוץ לתא לצורה מגושמת ב-pH חומצי בתוך התא. שינויי צורה אלו מאפשרים ל-LRP2 ללכוד מולקולות מחוץ לתא ולשחרר אותן בתוכו. החוקרים מציעים שאטומי הסידן הטעונים שומרים על החלבון פתוח ב-pH חוץ-תאי. אך כאשר ה-pH יורד עקב נהירה של יוני מימן לאנדוזום, האחרונים מחלצים סידן, מה שגורם לחלבון להתכווץ.
מצב פתוח וסגור של חלבון LRP2. תמונה: Andrew Beenken et al., Cell
כאשר חלבוני LRP2 אינם מכילים מוטציות, הם מצליחיםשומרים על איזון מולקולרי, למשל, בדם וברקמת המוח, מציינים מחברי המחקר. אבל כשיש אפילו שינויים זעירים באנטומיה המולקולרית העצומה של ה-LRP, חלבונים אלו תורמים להתפתחות מחלות.
תפקוד לקוי של חלבון בכליות יכול לגרוםמחלת כליות כרונית, תסמונת דון-בארו ומספר מצבים נפרולוגיים קטלניים בילודים. הפרעות במוח תורמות להתפתחות מחלת האלצהיימר. הבנה כיצד פועל המנגנון המולקולרי המורכב הזה תעזור בטיפול במחלות שונות, אומרים מדענים.
קרא עוד:
התלקחות עוצמתית פרצה על השמש: היא כבר השפיעה על כדור הארץ
מבצר מימי הביניים התגלה בטעות ביער: הממצא הפתיע את המדענים
מדענים מצאו מחלה גנטית חדשה בילדים: איך היא באה לידי ביטוי
על הכריכה: שני מצבים של חלבון LRP2. תמונה: A. Fitzpatrick, A Beenken, L. Shapiro, מכון צוקרמן של קולומביה