Ученые нашли новый метод регуляции распада белков
Белки, в отличие от алмазов невечные. И когда они изнашиваются, они должны деградировать обратно в аминокислоты в клетке, где они будут переработаны в новые белки. Исследователи из Рокфеллеровского университета и Медицинского института Говарда Хьюза выявили новый способ утилизации белка клетки, а именно протеасому, которая заботится о нежелательных и потенциально токсичных белках. Данное открытие повлияет на дальнейшее лечение атрофии мышц, нейродегенерации и лечение рака.
Ученые пришли к консенсусу в том, что протеасома находится в постоянной активности, перерабатывает белки, чей жизненный цикл заканчивается. Полученные результаты свидетельствуют о том, что протеасома динамически регулируется, усиливает свою деятельность, когда клетка того требует, особенно при белковом обмене. Исследователи Парк Ф. Чо-парк и Герман Стеллер, руководитель лаборатории апоптоза и биологии рака Странга в Рокфеллеровском университете, показали, что фермент танкираза регулирует активность протеасомы. Кроме того, Чо-парк и Стеллер продемонстрировали небольшую молекулу, называемую XAV939, первоначально идентифицированную учеными компании Новартис, которая разработала ее в качестве терапевтического средства против рака толстой кишки. Данная молекула ингибирует танкиразу и блокирует активность протеасомы.
«Наши выводы имеют огромное значение для клинической науки, они помогли найти новое значение существующего класса низкомолекулярных соединений», — говорит Стеллер, профессор лаборатории Странга Рокфеллеровского университета и исследователь HHMI, — «В частности, наша работа предполагает, что ингибиторы танкиразы могут использоваться в клинической практике для лечения множественной миеломы».
Впервые транкираза была идентифицирована в конце 1990-х годов Титией де Ланже из Рокфеллеровского университета и ее коллегами из лаборатории клеточной биологии и генетики, которые показали, что она играет важную роль в удлинении теломер – структур, которые закрывают и защищают хромосомы. В серии экспериментов на клетках мух и человека, Чо-парк и Стеллер обнаружили, что танкираза с помощью процесса, называемого АДФ-рибозилированием, изменяет PI31, ключевой фактор, который регулирует активность и скопление протеасом в активном комплексе 26S. Провоцируя скопление более 26S частиц, клетки в состоянии стресса могут повышать свою способность расщеплять белки и избавляться от нежелательных белков.
В настоящее время протеасома является целью для будущей терапии раковых заболеваний. FDA одобрило Велкейд, ингибитор протеасом для лечения множественной миеломы и лимфомы из клеток зоны мантии. Однако, у пациентов, принимающих Велкейд, может наблюдаться периферическая нейропатия или же резистентность к препарату.
Чтобы выжить клетки множественной миеломы нуждаются в увеличении активности протеасом. Предварительные данные Чо-парка и Стеллера показывают, что XAV939 может блокировать рост клеток множественной миеломы путем ингибирования скопления дополнительных протеасом, не влияя при этом на базовый уровень протеасом в клетке. Этот избирательный подход может снизить вероятность побочных эффектов для пациентов. «Препараты, такие как XAV939, которые ингибируют протеасомы с помощью других отличных от Велкейда методов, имеют важное клиническое значение», — говорит Стеллер.
Открытие Чо-парка и Стеллера также впервые связало обмен веществ и регулирование протеасом. «Иногда протеасомы поглощают слишком много белка, что может привести к потере мышечной массы», — говорит Стеллер.
«Данное исследование являет собой фундаментальный взгляд на деградацию белка, процесс важный для нормальной клеточной биологии, и являющийся основным фактором развития заболеваний, таких как потеря мышечной массы и нейродегенерация», — сказал Стефан Маас из Национального института Здоровья, который участвовал в проведении исследования, — «Интересно, что результаты также пролили свет на текущие исследования в области терапии рака, демонстрируя влияние фундаментальных исследований на разработку лекарственных препаратов».
Источник: sciencedaily.com
- Открыта загадочная болезнь, имитирующая психическое расстройство
- Ожирение у матерей удваивает риск аутизма у детей
- Критические белки рака и места их взаимодействия
- Причины алкоголизма и наркомании
- Почему следует есть больше скумбрии и меньше лосося?
- Преимущества для здоровья от употребления мелкой рыбы
- Молекулярные причины болезни Альцгеймера
- Масло из фритюра способствует нейродегенерации
- Клюква повышает спортивные результаты
- Скрытая опасность усталости после сна
