Сотрудники МГУ изучили механизмы работы цистеиновых протеаз (каспаз), участвующих в запуске гибели клеток. Ученые выяснили, какие именно участки этих ферментов необходимы для выполнения их функций — оказалось, что они общие и для других представителей белкового семейства. Результаты, имеющие важное значение для разработки новых методов терапии опухолей, опубликованы в Cell Death and Disease.
Цистеиновые протеазы, или каспазы, — ключевые ферменты программируемой клеточной гибели (апоптоза). Этот процесс необходим для правильного образования тканей в многоклеточных организмах, удаления поврежденных, мутантных и злокачественных клеток. Каспазы последовательно разрезают друг друга, что приводит к их активации, и массово разрушают клеточные компоненты и структуры. Одна из самых консервативных (медленно изменяющихся в процессе эволюции) цистеиновых протеаз, каспаза-2, стала объектом исследования сотрудников факультета фундаментальной медицины МГУ.
«Пару лет назад, используя биоинформатический подход, молодые сотрудники лаборатории показали, каким образом посттрансляционные (происходящие после синтеза белковой молекулы из аминокислот — прим. Indicator.Ru) изменения в структуре каспаз могут влиять на регуляцию апоптоза, — рассказывает заведующий лабораторией исследований механизмов апоптоза Борис Животовский.
Авторы сосредоточились на исследовании посттрансляционных изменений каспазы-2 в опухолевых клетках. Используя различные биоинформатические модели, они спрогнозировали, фосфорилирование (присоединение остатка фосфорной кислоты) каких участков фермента может повлиять на его работу. Для этого ученые создали мутантные формы каспазы-2, в которых предсказанные сайты фосфорилирования не могли присоединять фосфат. Оказалось, что одна из замен в аминокислотной последовательности блокирует работу фермента и предотвращает гибель клеток в различных типах опухолей.
Иллюстрация эксперимента по замене аминокислот в ключевом участке каспазы-2 Борис Животовский/МГУ
Кроме того, нарушение активности каспазы-2, вызванное этой мутацией, может проводить к изменению местоположения другой аминокислоты. Из-за этого каспаза-2 не может распознать нужные ей белковые субстраты и расщепить их. Также исследователи проанализировали последовательности аминокислот других цистеиновых протеаз у различных животных. Оказалось, что эти остатки высоко консервативные и, вероятно, общие для других членов семейства, так что без них невозможна работа каспаз.
Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.
Исследователи создали математическую модель эпилепсии