Открытие, которое будет опубликовано в номере журнала Structure от 6 октября, объясняет, как два конкретных белка, Tollip и Tom1, работают вместе, способствуя обмену белков рецепторов клеточной поверхности, которые вызывают воспаление.«Воспалительная реакция может быть палкой о двух концах», — сказал Даниэль Капеллуто, доцент биологических наук в Научном колледже, филиале Института естественных наук Фралина и научный сотрудник Института биоинформатики Вирджинии. «При определенных уровнях воспалительная реакция защищает ваше тело от инородных материалов, но если она не регулируется должным образом, это может привести к тяжелым хроническим состояниям».По данным Национального института здоровья, воспаление играет роль в основных проблемах со здоровьем, таких как болезни сердца, диабет, болезнь Альцгеймера и рак, а также в психических заболеваниях, таких как депрессия и расстройство аутистического спектра.Открытие исследователей Института биоинформатики Вирджинии показывает структурные изменения белков внутри клеток, которые могут помочь в лечении.
Когда организм атакуется вирусом или другими микробами, специализированные клетки секретируют провоспалительные сигналы, распознаваемые рецепторами интерлейкина-1 на поверхности специализированных клеток, вызывая высвобождение дополнительных провоспалительных молекул, которые усиливают ответ против патогенов.Эти рецепторы продолжают способствовать воспалению, пока они обнаруживают этот первоначальный «тревожный» сигнал.Когда достигается здоровый уровень воспаления, рецепторные белки необходимо удалить и доставить во внутриклеточные компартменты, называемые эндосомами, для сдерживания и дальнейшего удаления.
«Мы знали, что Tollip и Tom1 работали вместе на поверхности эндосомы, чтобы транспортировать эти рецепторы для деградации», — сказал Капеллуто. «Но было непонятно, как они подходят друг к другу структурно или почему для выполнения этой функции транспортировки груза потребовались два отдельных белка».Используя комбинацию методов, включая двух- и трехмерную спектроскопию ядерного магнитного резонанса, поверхностный плазмонный резонанс и флуоресцентную микроскопию клеток, команда Капеллуто определила, что связь Толлипа с Томом1 радикально меняет структуру Толлипа, формируя единицу, которая потенциально может транспортировать грузы гораздо больше. эффективнее, чем любой белок сам по себе.Tollip содержит функциональный модуль под названием C2, который прикрепляет белок к поверхности эндосомальной мембраны для сбора груза. Однако, когда C2 удерживает позицию Tollip, несущая способность белка ограничена.
Но когда Tom1 связывается с Tollip, домен C2 Tollip больше не ассоциируется напрямую с эндосомальной мембраной, потенциально смещая свою функцию с «шасси» на «грузовой отсек».Полученная единица может нести большие нагрузки и способствовать более эффективному удалению ненужных рецепторных белков.
По словам исследователей, открытие расширяет фундаментальное понимание того, как организм регулирует свою воспалительную реакцию, и может способствовать усилиям по лечению заболеваний, связанных с хроническим воспалением, таких как болезни сердца, инсульт и рак толстой кишки.