Naukowcy z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie opisali kluczowy dla funkcjonowania komórki mechanizm odpowiedzialny za degradację uszkodzonych lub niepożądanych białek. Wyniki ich badań publikuje prestiżowe czasopismo „EMBO Journal”.
Artykuł pt. „Mechanizm heterotypowego wiązania reguluje aktywność ligazy E3 CHIP” wyjaśnia mechanizm regulacji aktywności ważnego enzymu uczestniczącego w głównej sieci proteolitycznej komórki – systemie ubikwityna-proteasom. Szlak ten jest odpowiedzialny za degradację uszkodzonych lub niepożądanych białek i odgrywa kluczową rolę w funkcjonowaniu komórki.
Naukowcy z Laboratorium Metabolizmu Białek MIBMiK pod kierunkiem dr. hab. Wojciecha Pokrzywy skupili się na enzymie ligazy ubikwityny CHIP – komórkowym czynniku kontroli jakości odpowiedzialnym za regulację i degradację wielu celów białkowych, w tym tych, które są zaangażowane w patogenezę chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Parkinsona i Alzheimera, czy nowotworów. Dlatego zrozumienie mechanizmów molekularnych leżących u podstaw selektywności substratowej enzymu CHIP i jego funkcjonowania w ramach systemu ubikwityna-proteasom jest niezwykle istotne z punktu widzenia procesów odpowiedzialnych za utrzymanie homeostazy komórkowej, a co za tym idzie, sposobu, w jaki mogą one ulegać zaburzeniom prowadzącym do chorób.
Jako organizm modelowy do badań nad CHN-1 – analogiem ludzkiego enzymu CHIP – naukowcy wykorzystali nicienia Caenorhabditis elegans. Wcześniej wykazano, że CHN-1 może współpracować z UFD-2, innym enzymem z grupy ligaz ubikwityny, w celu zwiększenia ubikwitylacji substratów CHN-1. We wspomnianym procesie białko ubikwityny jest przyłączane do białka docelowego, działając jako sygnał jego degradacji komórkowej. Jednak przyczyny wysokiej procesywności układu CHN-1/UFD-2 pozostawały niejasne. W artykule wykazano, że związanie UFD-2 promuje współpracę między CHN-1 i enzymami sprzęgającymi ubikwitynę poprzez stabilizację CHN-1, co w konsekwencji zwiększa jego aktywność. Jednak inne białko – chaperon HSP70/HSP-1 – konkuruje z UFD-2 o wiązanie CHN-1, promując w ten sposób inaktywację CHN-1. Uzyskane wyniki pozwalają na zrozumienie potencjalnego procesu regulatorowego umożliwiającego włączanie i wyłączanie aktywności CHN-1 w celu utrzymania homeostazy komórkowej. Co istotne, badacze zidentyfikowali również szereg nowych potencjalnych substratów CHN-1, w tym S-adenozylohomocysteinazę (AHCY-1), kluczowy enzym zaangażowany w metylację – proces odpowiedzialny za określanie, czy poszczególne instrukcje DNA zostaną wykonane, regulację białek i lipidów oraz kontrolę sygnałów w układzie nerwowym.
Artykuł naukowców z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie publikuje EMBO Journal. Zapowiedź znajdzie się również na okładce najnowszego sierpniowego wydania tego czasopisma.
źródło: MIBMiK