Pētnieki no Kolumbijas universitātes pētīja šūnās atrodamā membrānas proteīna LRP2 darbību
Parasti LRP2 atrodas uz virsmasšūnu membrāna, gaidot iespēju noķert garāmejošu molekulu. Pēc tam, kad proteīns saistās ar molekulu, šūna absorbē tās virsmas daļu, kas satur proteīnu, veidojot iekšējo pūslīšu, ko sauc par endosomu. Pēc tam LRP2 atbrīvo molekulu šūnā, un endosoma nogādā proteīnu atpakaļ uz virsmu.
Lai saprastu, kā darbojas šis "prāmis",Pētnieki savāca LRP2 proteīna paraugus no 500 peļu nierēm. Viņi ievietoja daļu proteīna šķīdumā ar pH 7,5, kas atbilst ekstracelulārajai telpai, un daļu šķīdumā, kas atdarina endosomas, ar pH 5,2. Izmantojot krioelektronu mikroskopu, viņi uzņēma proteīnu attēlus un pēc tam savienoja tos kopā datorā, izveidojot proteīna trīsdimensiju kartes gan atklātā, gan slēgtā veidojumā.
3D modelis parāda, ka proteīnspārveidojas no atvērtākas struktūras pie gandrīz neitrāla pH ārpus šūnas uz salipinātu formu ar skābu pH šūnas iekšpusē. Šīs formas izmaiņas ļauj LRP2 uztvert molekulas no šūnas ārpuses un atbrīvot tās tajā. Pētnieki norāda, ka uzlādētie kalcija atomi uztur proteīnu atvērtu ārpusšūnu pH līmenī. Bet, kad pH pazeminās, jo endosomā ieplūst ūdeņraža joni, pēdējie izspiež kalciju, izraisot proteīna kontrakciju.
LRP2 proteīna atvērtais un slēgtais stāvoklis. Attēls: Andrew Beenken et al., Cell
Ja LRP2 proteīni nesatur mutācijas, tie izdodassaglabāt molekulāro līdzsvaru, piemēram, asinīs un smadzeņu audos, atzīmē pētījuma autori. Bet, ja LRP milzīgajā molekulārajā anatomijā ir kaut nelielas izmaiņas, šie proteīni veicina slimību attīstību.
Proteīna darbības traucējumi nierēs var izraisīthroniska nieru slimība, Donne-Barrow sindroms un vairāki letāli nefroloģiski stāvokļi jaundzimušajiem. Traucējumi smadzenēs veicina Alcheimera slimības attīstību. Izpratne par šī sarežģītā molekulārā mehānisma darbību palīdzēs dažādu slimību ārstēšanā, norāda zinātnieki.
Lasīt vairāk:
Saulē izcēlās spēcīgs uzliesmojums: tas jau ir skāris Zemi
Viduslaiku cietoksnis nejauši atklāts mežā: atradums pārsteidza zinātniekus
Zinātnieki atklājuši jaunu bērnu ģenētisku slimību: kā tā izpaužas
Uz vāka: divi LRP2 proteīna stāvokļi. Attēls: A. Fitzpatrick, A Beenken, L. Shapiro, Kolumbijas Cukermana institūts