Нобелівська премія для відкривачів "поцілунку смерті" для білків

Хімік нагороджений за дослідження важливого шляху деградації білка

Убіквітин позначає "смертоносні" білки © Karolinska Institutet
читати вголос

В останні десятиліття біохімія отримала величезну думку про механізми контролю та виробництва білків, але зворотний бік, деградація білків, в основному нехтували дослідниками. Вчені Аарон Цехановер, Аврам Гершко та Ірвін Роуз, проте, досліджували проти течії та виявили на початку 1980-х років один із найважливіших циклічних клітинних процесів, регульовану деградацію білка. За це відкриття Комітет Нобелівської премії присудив їм цьогорічну Нобелівську премію з хімії.

Білки - це складові всього живого, що знаходиться у кожній клітині, де вони виконують важливі функції: оскільки ферменти прискорюють та полегшують хімічні реакції, так як гормони беруть на себе функцію сигналізації, вони відіграють вирішальну роль в імунній системі та відповідають за форму та структуру, Але як клітина вивільняє небажані або зайві білки? Саме на це питання троє лауреатів Нобелівської премії досліджували і відповідали великими частинами.

Енігматичне споживання енергії

Вже в експериментах 1950-х років було показано, що при деградації власних клітинних білків витрачається енергія - на відміну від інших процесів деградації, керованих ферментами, наприклад, білків з їжі в кишечнику або білків, які поглинаються зовні, в спеціальних клітинних органелах, лізосомах. Перший крок до пояснення цього очевидного парадоксу був зроблений у 1977 році, коли вчені виготовили екстракт незрілих еритроцитів, які каталізували розпад білків за допомогою АТФ, джерела енергії клітини.

Нобелівські лауреати Цехановер та Гершко з Ізраїльського технологічного інституту в Хайфі та Роуз з Каліфорнійського університету в Ірвіні також працювали з цим екстрактом у ряді спільних досліджень наприкінці 1970-х - початку 1980-х років. У них вони змогли показати, що деградація білка в клітині відбувається в серії ступінчастих реакцій, під час яких білки спочатку ідентифікуються кліткою спеціальним маркером, убиквітином, а потім навмисно руйнуються. Ця мітка дозволяє деградувати небажані білки з високою специфічністю, а також пояснює несподіване споживання енергії в цілому.

Убіквітин як "поцілунок смерті"

Убіквітин поєднується з приреченим білком і служить відмінною рисою і прихильністю до його знищення. Клітина транспортує мічені білки до своїх "переробних заводів", протеасоми, де убіквітин, закріплений на поверхні білка, вписується в рецептор і активує процес деградації протеасоми за принципом ключа-блокування. Незадовго до того, як білок буде повністю втягнутий у протеасому, "мітка" убиквітіну знову розчиняється і може бути використана клітиною для позначення іншого білка. дисплей

Ця деградація білків, обумовлена ​​убиквітініном, відіграє вирішальну роль у важливих клітинних процесах, таких як поділ клітин, відновлення ДНК, контроль якості новоутворених білків або імунна захист. Якщо деградація не працює належним чином, це призведе до несправності та, врешті-решт, хвороб. Захворювання настільки ж різноманітні, як муковісцидоз та рак шийки матки є прикладами з різних причин розщеплення білка, яке не працює або не працює взагалі. Знання процесів деградації, опосередкованих убиквітіном, відкриває можливість розвитку активних агентів проти таких дефектів та захворювань.

(Каролінська інститут, 07.10.2004 - НВО)