Proteine importante de transport decodate - aspecte medicale
Proteinele, cunoscute și sub numele de proteine, funcționează ca nanomașinele din corpul uman - au structuri bine definite și lucrează adesea împreună cu alte proteine. Proteinele de transport sunt o clasă foarte importantă de proteine. Acestea sunt localizate în membrana celulară și sunt responsabile pentru transferul interior și exterior al substanțelor, de exemplu, nutrienți sau deșeuri.
Fără un „transportator”, o celulă nu ar putea să introducă alimente în interiorul celulei și, prin urmare, nu ar putea să se hrănească și să trăiască. Anumiți transportatori joacă, de asemenea, un rol cheie în cancer, diferite boli metabolice, dependența de droguri și infecțiile virale. Până acum nu se știau prea multe despre structura lor.
Acum, o echipă internațională de cercetători condusă de biologi structurali de la Institutul de Biochimie și Medicină Moleculară de la Universitatea din Berna și Centrul Național de Cercetare „TransCure” a reușit să descifreze structura unei proteine importante de transport. Pentru prima dată, au reușit să descrie „arhitectura” acesteia folosind procese elaborate de imagistică și calcule computerizate. Redarea de înaltă rezoluție a acestui transportor poate fi utilizată pentru a proiecta medicamente anti-cancer. Studiul a fost publicat acum în revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Transportator cu "remorcă"
Proteina de transport investigată LAT2 nu funcționează singură, ci împreună cu o „proteină ajutătoare” - ceea ce este foarte neobișnuit la transportatori. Ambele proteine sunt conectate ferm între ele și transportă anumiți aminoacizi prin membrana celulară. Aminoacizii servesc ca sursă de energie și elemente de bază pentru construirea altor proteine.
Proteinele LAT sunt supraproduse în anumite celule canceroase. Suprimarea acestor transportori poate inhiba creșterea celulelor canceroase. „Înțelegerea modului în care funcționează astfel de proteine de transport la nivel molecular este de o mare relevanță biologică”, spune Dimitrios Fotiadis, șeful studiului. Prin urmare, cercetătorii au examinat structura acestui complex proteic și au descris-o în imagini.
Proteinele care au doar câțiva nanometri - o milionime de milimetru - pot fi vizualizate folosind microscopia electronică de înaltă rezoluție. De exemplu, o imagine tridimensională a proteinei de transport și de ajutor a fost creată prin combinarea imaginilor microscopice electronice care arată diferite puncte de vedere ale complexului proteic împreună cu calcule computerizate complexe.
„Este unul dintre obiectivele noastre pe termen lung și ambițioase de a dezvolta noi medicamente împotriva bolilor, cum ar fi cancerul, folosind structuri de înaltă rezoluție și proiectarea medicamentelor”, spune Fotiadis. Pentru biologii structurali din Berna, care investighează proteinele de transport ca parte a NCCR „TransCure” și în alte proiecte, imagistica microscopică electronică a LAT2 este doar începutul: ei lucrează intens la descifrarea arhitecturii acestei nanomașini de transport și mai detaliat - prin spre nivelul atomic.
Informații despre publicație:
Albert Rosell, Marcel Meury, Elena Álvarez-Marimon, Meritxell Costa, Laura Pérez-Cano, Antonio Zorzano, Juan Fernández-Recio, Manuel Palacín și Dimitrios Fotiadis: Bazele structurale pentru interacțiunea și stabilizarea transportatorului de aminoacizi uman LAT2 cu proteină auxiliară 4F2hc, 10 februarie 2014, PNAS, doi/10.1073/pnas.1323779111