У голого землекопа нашли контроллер качества белков

HlSsf6xv9sY1

Фактор оказался способен обращать ингибирование даже протеасом других видов.

На фото: Протеасома состоит из основной, протеазной субъединицы 20S и регуляторных адапторов, образующих полный комплекс 26S

Биологи из Университета Техаса обнаружили в клетках голого землекопа белковый фактор, активирующий работу протеасомы — главного ферментного комплекса, контролирующего качество белков в клетке. Фактор оказался способен действовать не только на собственные протеасомы землекопа, но и на протеасомы других млекопитающих и даже дрожжей. Исследование опубликовано в журнале Biochimica et Biophysica Acta.

В ходе эксперимента ученые выделяли протеасомы из печени голых землекопов и мышей, после чего сравнивали у получившихся препаратов нормальную протеазную активность и устойчивость к действию различных ингибиторов. Оказалось, что у голого землекопа протеасомы работают гораздо активнее, несмотря на действие самых разных ингибиторов. Поскольку протеасомы довольно консервативны с эволюционной точки зрения, было сделано предположение, что их повышенная устойчивость в случае землекопов связана не с особенностями строения самой протеасомы, а с наличием неких факторов, которые с ней связываются и модифицируют ее активность.

Дальнейшие эксперименты полностью подтвердили эту догадку. Когда авторы получили экстракт клеток голого землекопа (в котором практически не было собственных «землекопных» протеасом), оказалось, что он защищает от ингибиторов препараты протеасом других млекопитающих: мышей, человека и даже дрожжей. В первом и втором случае этот фактор также оказался способен усиливать нормальную протеасомальную активность, а не только устранять ингибирование.

ToWpWHFOrR81

Ученые установили, что в состав искомого фактора входят, помимо прочих, некоторые стрессовые белки, роль которых в клетках давно известна (например, шапероны HSP72 и HSP40). Кроме того, с помощью атомно-силовой микроскопии удалось обнаружить, что искомый фактор образует комплекс с протеасомой, изменяя ее внешний вид. Однако полностью установить природу фактора авторам пока не удалось, что, по-видимому, объясняет публикацию статьи в сравнительно низкорейтинговом журнале BBA.

Протеасома является главным местом утилизации поврежденных белков у всех ядерных организмов. Она также разрушает многие нормальные, но «умышленно короткоживущие» белки — например, временные факторы транскрипции. Внешне протеасома представляет собой составленный из нескольких колец протеаз «бочонок», куда поврежденные белки просовываются с помощью специальных адапторов. В роли таких адапторов могут выступать в том числе и шапероны — ферменты, которые помогают неправильно свернутым белкам «исправиться» и принять нужную конформацию. Если восстановления конформации в течение какого-то времени не происходит, то поврежденный белок шапероны направляют в протеасому для уничтожения.

cms5TFzFWxI1

Причиной смерти голого землекопа даже в неволе почти всегда являются конфликты с сородичами, а не эндогенная болезнь

Усиленный контроль качества белков в клетках голого землекопа ранее уже связывали с его уникальной устойчивостью к старению (голый землекоп живет более 30 лет и никогда не болеет раком). Так, группой Веры Горбуновой и Андрея Силуянова в прошлом году было показано, что у этого грызуна рибосомы (в которых происходит синтез белков) работают гораздо точнее, чем у мышей и человека.

Опасность неправильно свернутых и поврежденных белков для клетки доказана не только в прямых экспериментах, но и сравнительной геномикой. В эволюции даже самых быстроэволюционирующих белков преобладает не направленный, а стабилизирующий отбор, суть которого — поддержание растворимости, то есть соблюдение безопасности экспрессии белка для клетки.