Uprkos svojoj maloj veličini, jedna ćelija sadrži milijarde molekula koji  cirkulisu okolo i vezuju se jedni  za druge, obavljajući vitalne funkcije. Ljudski genom kodira oko 20.000 proteina, od kojih većina stupa u  interakciju sa partnerskim proteinima da bi posredovala u više od 400.000 različitih interakcija. Ovi  partneri se ne vezuju samo slučajno jedan za drugog, vezuju se samo za vrlo specifične pratioce koje  moraju prepoznati unutar prepune ćelije. Ako stvore pogrešne parove ili čak pravi parovi na pogrešnom  mestu ili u pogrešno vreme, može doći do raka ili drugih bolesti. Naučnici naporno rade na istraživanju  ovih između protein- protein odnosa , kako bi razumjeli kako oni funkcionišu i potencijalno kreirali lijekove  koji ih ometaju ili oponašaju za liječenje bolesti. 

Prosječan ljudski protein se sastoji od približno 400 građevnih blokova zvanih aminokiseline, koji su  nanizani zajedno i presavijeni u složenu 3D strukturu. Unutar ovog dugačkog niza građevnih blokova,  neki proteini sadrže delove od 4-6 aminokiselina koje se nazivaju kratkim linearnim motivima (short  linear motifs -SLiMs), koji posreduju u protein-protein interakcijama. Uprkos svojoj jednostavnosti i  maloj veličini, SLiM-ovi i njihovi vezujući partneri olakšavaju ključne ćelijske procese. Međutim, istorijski  je bilo teško osmisliti eksperimente kako bi ispitali kako SLiM prepoznaju svoje specifične vezujuće  partnere. Da bi se pozabavila ovim problemom, grupa koju je predvodila Tereza Hvang dizajnirala je metod skrininga kako bi razumjela kako se SLiM selektivno vezuju za određene proteine, pa čak i razlikuju one sa  sličnim strukturama. Koristeći detaljne informacije koje su prikupili proučavanjem ovih interakcija, istraživači su stvorili sopstveni sintetički molekul sposoban da se izuzetno čvrsto veže za protein nazvan  ENAH, koji je umiješan u metastaze raka. Da bi ispitali SLiM-ove sa širokim spektrom afiniteta vezivanja, Hvang i njihove kolege razvili su sopstveni  ekran pod nazivom MassTitr. 

Istraživači su takođe sumnjali da aminokiseline sa obje strane 4-6 aminokiselinske sekvence SLiM-a mogu  igrati nedovoljno cijenjenu ulogu u vezivanju. Da bi testirali svoju teoriju, koristili su MassTitr za skrining ljudskog proteoma u dužim komadima koji se sastoje od 36 aminokiselina, kako bi vidjeli koji će se  „prošireni“ SLiMs povezati sa proteinom ENAH. 

ENAH, koji se ponekad naziva i Mena, pomaže ćelijama da se kreću. Naučnici su otkrili da smanjenje  količine ENAH smanjuje sposobnost ćelija raka da napadnu druga tkiva, što sugeriše da bi formulisanje  lijekova za poremećaj ovog proteina i njegovih interakcija moglo da liječi rak. 

Zahvaljujući MassTitr-u, tim je identifikovao 33 proteina koji sadrže SLiM koji se vezuju za ENAH, od kojih  su 19 potencijalno novi obavezujući partneri. Takođe su otkrili tri različita obrasca aminokiselina koje  okružuju jezgro SLiM sekvence koje su pomogle SLiM-ima da se još čvršće vežu za ENAH. Od ovih  proširenih SLiM-ova, jedan se nalazi u proteinu zvanom PCARE vezanom za ENAH sa najvećim poznatim  afinitetom od bilo kog SLiM-a do sada. 

Zatim su istraživači kombinovali kompjuterski program pod nazivom dTERMen sa rendgenskom  kristalografijom kako bi razumeli kako i zašto se PCARE vezuje za ENAH preko ENAH-ova dva skoro  identična sestrinska proteina (VASP i EVL). Hvang i njene kolege su videle da su aminokiseline koje  okružuju PCARE jezgro SliM prouzrokovale da ENAH blago promijeni oblik kada su njih dvoje uspostavili  kontakt, dozvoljavajući mestima vezivanja da se zakače jedno za drugo. VASP i EVL, nasuprot tome, nijesu  mogli da pretrpe ovu strukturnu promjenu, tako da PCARE SliM nije bio tako čvrsto vezan ni za jednog od  njih. 

Inspirisana ovom jedinstvenom interakcijom, Hvang je dizajnirala sopstveni protein koji se vezuje za  ENAH sa neviđenim afinitetom i specifičnošću. “Ovaj rad postavlja osnovu za dizajniranje sintetičkih  molekula sa potencijalom da poremeti interakcije proteina i proteina koje izazivaju bolest – ili da  pomogne naučnicima da saznaju više o ENAH i drugim SLiM-vezujućim proteinima”, kaže ona. 

Ilva Ivarsson, profesor biohemije na Univerzitetu Upsala koja nije bila uključena u studiju, kaže da je  razumijevanje načina na koji proteini pronalaze svoje vezujuće partnere pitanje od fundamentalnog  značaja za funkciju i regulaciju ćelija. Studije eLife, objašnjava ona, pokazuju da prošireni SLiM-ovi igraju  nedovoljno cijenjenu ulogu u određivanju afiniteta i specifičnosti ovih vezujućih interakcija. 

„Studije su rasvetlile ideju da je kontekst bitan i daju strategiju skrininga za različite interakcije zavisne  od konteksta“, kaže ona. “Hvang i koautori su stvorili vredne alate za seciranje ćelijske funkcije proteina i  njihovih partnera za vezivanje. Njihov pristup bi čak mogao da inspiriše ENAH-specifične inhibitore u  terapeutske svrhe.” 

Najveći Hvangov zaključak iz projekta je da stvari nisu uvek onakve kakve izgledaju: čak i kratki,  jednostavni segmenti proteina mogu igrati složene uloge u ćeliji. Kako ona kaže: „Trebalo bi da više  cenimo SLiM-ove.“

Izvor:  

news-medical.net 

Reference: 

Hwang, T., et al. (2022) Native proline-rich motifs exploit sequence context to target actin-remodeling  Ena/VASP protein ENAH. eLife. doi.org/10.7554/eLife.70680.

https://naucnenovosti.me/wp-content/uploads/2022/02/photo-867159754-612x612-1.jpghttps://naucnenovosti.me/wp-content/uploads/2022/02/photo-867159754-612x612-1-150x150.jpgadminBiologijaNovostiproteiniUprkos svojoj maloj veličini, jedna ćelija sadrži milijarde molekula koji  cirkulisu okolo i vezuju se jedni  za druge, obavljajući vitalne funkcije. Ljudski genom kodira oko 20.000 proteina, od kojih većina stupa u  interakciju sa partnerskim proteinima da bi posredovala u više od 400.000 različitih interakcija. Ovi  partneri se ne...Naučne Novosti