Dôležitý dekódovaný transportný proteín - lekárske aspekty
Bielkoviny, tiež známe ako bielkoviny, fungujú v ľudskom tele ako nanostroje - majú dobre definované štruktúry a často spolupracujú s inými bielkovinami. Transportné bielkoviny sú veľmi dôležitou triedou bielkovín. Tieto sa nachádzajú v bunkovej membráne a sú zodpovedné za prenos látok smerom dovnútra a zvonka, napríklad výživných látok alebo odpadových produktov.
Bez „transportéra“ by bunka nebola schopná pašovať jedlo do jej vnútra, a nemohla by sa tak živiť a žiť. Určité transportéry tiež zohrávajú kľúčovú úlohu pri rakovine, rôznych metabolických chorobách, drogových závislostiach a vírusových infekciách. O ich štruktúre sa doteraz vedelo len málo.
Teraz sa medzinárodnému tímu vedcov vedených štrukturálnymi biológmi z Ústavu biochémie a molekulárnej medicíny na univerzite v Berne a Národného výskumného centra „TransCure“ podarilo dešifrovať štruktúru dôležitého transportného proteínu. Prvýkrát dokázali jeho „architektúru“ vykresliť pomocou zložitých zobrazovacích procesov a počítačových výpočtov. Vykreslenie tohto transportéra vo vysokom rozlíšení možno použiť na návrh protirakovinových liekov. Štúdia bola teraz publikovaná v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Transportér s „prívesom“
Skúmaný transportný proteín LAT2 nefunguje sám, ale spolu s „pomocným proteínom“ - čo je u transportérov veľmi neobvyklé. Oba proteíny sú navzájom pevne spojené a prenášajú určité aminokyseliny cez bunkovú membránu. Aminokyseliny slúžia ako zdroj energie a stavebné kamene pre stavbu ďalších bielkovín.
LAT proteíny sú nadmerne produkované v určitých rakovinových bunkách. Potlačenie týchto transportérov môže inhibovať rast rakovinových buniek. „Pochopenie toho, ako také transportné proteíny fungujú na molekulárnej úrovni, má veľký biologický význam,“ hovorí Dimitrios Fotiadis, vedúci štúdie. Vedci preto skúmali štruktúru tohto proteínového komplexu a prezentovali ho pomocou snímok.
Bielkoviny, ktoré majú iba pár nanometrov - milióntinu milimetra - je možné vizualizovať pomocou elektrónovej mikroskopie s vysokým rozlíšením. Trojrozmerný obraz transportného a pomocného proteínu bol vytvorený kombináciou elektrónových mikroskopických obrázkov zobrazujúcich rôzne pohľady na proteínový komplex s komplexnými počítačovými výpočtami.
„Jedným z našich dlhodobých a ambicióznych cieľov je vývoj nových liekov proti chorobám, ako je rakovina, pomocou štruktúr s vysokým rozlíšením a dizajnu liekov,“ hovorí Fotiadis. Pre štrukturálnych biológov z Bernu, ktorí skúmajú transportné proteíny v rámci NCCR „TransCure“ a v ďalších projektoch, je elektrónové mikroskopické zobrazovanie LAT2 len začiatkom: Intenzívne pracujú na ešte podrobnejšom dekódovaní architektúry tohto transportného nanomachu - pomocou smerom k atómovej hladine.
Informácie o publikácii:
Albert Rosell, Marcel Meury, Elena Álvarez-Marimon, Meritxell Costa, Laura Pérez-Cano, Antonio Zorzano, Juan Fernández-Recio, Manuel Palacín a Dimitrios Fotiadis: Štrukturálne základy pre interakciu a stabilizáciu transportéra ľudských aminokyselín LAT2 s jeho doplnkový proteín 4F2hc, 10. februára 2014, PNAS, doi/10.1073/pnas.1323779111