Fontos transzportfehérje dekódolva - orvosi szempontok
A fehérjék, más néven fehérjék, úgy működnek, mint a nanomachinok az emberi testben - jól meghatározott struktúrájúak és gyakran működnek együtt más fehérjékkel. A transzportfehérjék a fehérjék nagyon fontos osztálya. Ezek a sejtmembránban ülnek, és felelősek anyagok, például tápanyagok vagy salakanyagok bevezetéséért és eltávolításáért.
„Transzporter” nélkül a sejt nem képes élelmiszert csempészni a sejt belsejébe, és így nem tud táplálkozni és élni. Bizonyos transzporterek kulcsszerepet játszanak a rák, a különböző anyagcsere-betegségek, a kábítószer-függőség és a vírusfertőzések esetében is. Felépítésükről eddig keveset tudtak.
Most egy nemzetközi kutatócsoportnak a Berni Egyetem Biokémiai és Molekuláris Orvostudományi Intézetének és a „TransCure” Nemzeti Kutatóközpontnak a strukturális biológusai vezetésével sikerült megfejteni egy fontos transzportfehérje szerkezetét. Első alkalommal komplex képalkotási folyamatok és számítógépes számítások segítségével tudták ábrázolni annak „architektúráját”. Ennek a transzporternek a nagy felbontásban történő renderelése felhasználható rákellenes gyógyszerek tervezéséhez. A tanulmány most megjelent a Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) folyóiratban.
Szállító "pótkocsival"
A vizsgált LAT2 transzportfehérje nem önmagában működik, hanem egy "segítő fehérjével" együtt - ami nagyon szokatlan a transzporterekben. Mindkét fehérje szorosan kapcsolódik egymáshoz, és bizonyos aminosavakat szállít a sejtmembránon. Az aminosavak energiaforrásként és építőelemként szolgálnak más fehérjék felépítéséhez.
A LAT fehérjék bizonyos ráksejtekben túltermelődnek. Ezen transzporterek elnyomása a rákos sejtek növekedésének gátlásához vezethet. "Az ilyen transzportfehérjék molekuláris szintű működésének megértése nagy biológiai jelentőséggel bír" - mondja Dimitrios Fotiadis, a tanulmány vezetője. A kutatók ezért megvizsgálták ennek a fehérjekomplexumnak a szerkezetét, és képeken ábrázolták.
A csak néhány nanométeres - milliméter milliméternyi - fehérjék nagy felbontású elektronmikroszkóppal vizualizálhatók. Például a transzport- és segítőfehérje háromdimenziós képét úgy készítették el, hogy a fehérjekomplexum különböző nézeteit bemutató elektronmikroszkópos képeket komplex számítógépes számításokkal ötvözték.
"Hosszú távú és ambiciózus célunk az, hogy új gyógyszereket fejlesszünk ki olyan betegségek ellen, mint a rák, nagy felbontású struktúrák és gyógyszertervezés segítségével" - mondja Fotiadis. A berni strukturális biológusok számára, akik az NCCR „TransCure” részeként és más projektekben vizsgálják a transzportfehérjéket, a LAT2 elektronmikroszkópos képalkotása csak a kezdet: intenzíven dolgoznak ezen szállító nanomachina architektúrájának még részletesebb megfejtésén - az atomszint felé.
Publikációs információk:
Albert Rosell, Marcel Meury, Elena Álvarez-Marimon, Meritxell Costa, Laura Pérez-Cano, Antonio Zorzano, Juan Fernández-Recio, Manuel Palacín és Dimitrios Fotiadis: A LAT2 emberi aminosav transzporter kölcsönhatásának és stabilizálásának strukturális alapjai 4F2hc kiegészítő fehérje, 2014. február 10, PNAS, doi/10.1073/pnas.1323779111