Определена структура белка Ltn1

Научное достижение, о котором пойдёт речь, высоко оценено специалистами американских the National Center for Research Resources (RR017573) и the National Institute of General Medical Sciences (GM103310) и других, выделивших множество грандов для проведения исследования. Учёные The Scripps Research Institute (TSRI) определили молекулярную структуру протеина - Ltn1, который содержится в клетках всех растений, животных и грибов.
Данный белок играет важную роль в контроле качества производимых клетками протеинов, и был обнаружен исследовательской группой компании Novartis несколько лет назад. Тогда выявили неизвестный ген в структуре ДНК мышей, которые родились абсолютно здоровыми, но впоследствии заболели прогрессивным параличом. В ходе исследований специалисты Novartis и The Scripps Research Institute (TSRI) выявили, что данный ген кодирует фермент Е3-убиквитинлигазу, а прогрессирующий паралич мышей схож с болезнью Лу Герига или боковым амиотрофическим склерозом.
При изучении данного фермента в норме, удалось выяснить, что он выступает в роли «метки», с помощью которой протеин Ltn1 помечает так называемые «непрерывные» белки. Подобные аномальные белки синтезируются рибосомами при получении неверного генетического кода, не несущего в себе стоп-кодоны, что оборачивается безостановочным синтезом. Благодаря этой метке неправильные белки уничтожаются протеасомами — блуждающими ликвидаторами клеточного мусора. Для более точного выяснения механизма действия Ltn1, учёные решили определить структуру белка.



Поставленная цель привела к разработке набора анализов, что открыло дополнительные возможности для биологов. Молекула Ltn1 была признана крайне большой для проведения структурного анализа методом ядерного магнитного резонанса. А присущая этому белку высокая гибкость, не позволила использовать методику рентгеновской кристаллографии. В итоге учёные остановили свой выбор на расширенной электронной микроскопии. Благодаря сложной программной обработке было получено качественное 3D-изображение 20 конформаций белка. Обычно электронная микроскопия позволяет определить 2-3 конформационных состояния белковых комплексов, размер которых на порядок больше Ltn1.

Анализ показал, что протеин имеет удлиненную, дважды сочлененную и чрезвычайно гибкую структуру с двумя рабочими концами — N и С. Предположили, что N-конец отвечает за связь с рибосомами, в то время как С-конец занимается убиквитилированием «непрерывных» белков. Вполне возможно, что высокая гибкость комплекса необходима для работы с различными типами «непрерывных» белков, застрявших в рибосоме. В ближайшее время команда планирует определить структуру отдельных сегментов Ltn1, что позволит приблизиться к получению модели фермента на атомном уровне. Другая важная задача — определение структуры Ltn1 в момент прикрепления к рибосоме и в процессе работы с «непрерывными» белками.