Доказательства сворачивания белка в месте внутриклеточных капель


Ученые обнаружили первые свидетельства сворачивания белков, обусловленного разделением фаз жидкость-жидкость, феноменом, при котором жидкости образуют микроскопические капли и разделяются внутри клеток – как капли масла в воде.

В исследовании, опубликованном в журнале Химическая наука, исследователи из Университета обнаружили, что повышенные концентрации белков в каплях вызывают событие сворачивания, увеличивая возможность агрегации белков – или неправильного сворачивания – что связано с неврологическими заболеваниями, включая болезнь Альцгеймера и боковой амиотрофический склероз (БАС). ).

«Эти конкретные по своей природе неупорядочены – они не имеют четко определенной структуры – но когда эти капли соединяются вместе, мы видим свидетельства сворачивания», – сказал Арнальдо Серрано, доцент кафедры химии и биохимии в Нотр-Даме. главный исследователь исследования. Белки по своей природе бесформенны, как кусочки приготовленных спагетти, и функционируют только тогда, когда они сложены в определенные трехмерные структуры. «Представьте, что вы в толпе, и все в толпе вытянули руки. У вас не получится хорошо сочетаться друг с другом. Вы втягиваете руки в себя и, возможно, стягиваете руки вместе. Когда становится тесно, эти белки конденсируются в складчатую структуру “.

На протяжении многих лет исследователи изучали, как микроскопические капли, образующиеся естественным образом и спонтанно внутри клеточных структур, выполняют множество функций. Клетки могут направлять и содержать опасный биоматериал внутри жидкостных отсеков, чтобы защитить клетку от повреждений. Также есть доказательства того, что они могут запускать различные химические реакции, такие как агрегация белков.


В своем исследовании Серрано и его команда использовали инфракрасную спектроскопию для измерения сворачивания определенного белка, связанного с БАС. Инфракрасные лазеры создают световые импульсы, генерируя частоты колебаний, которые действуют как идентификатор, похожий на отпечаток пальца. Частота однозначно и точно определяет структуру белка как свернутую или развернутую.

В то время как исследование не проверяло доказательства агрегации белков, Серрано объяснил, что фолдинг и агрегация белков тесно связаны.

«Вы можете рассматривать агрегацию как событие сворачивания второго порядка», – сказал он. « часто складываются в промежуточные структуры на пути к агрегации. Мы подтвердили эту идею о том, что белки в капле не имеют много места и вынуждены складываться – следующий логический шаг – они вынуждены агрегироваться. . “

Серрано сказал, что он и его команда в настоящее время проводят дополнительное исследование, чтобы определить, действительно ли такое событие сворачивания может служить первым шагом к неправильному сворачиванию других белков.