Тривимірна модель молекули білка iPLA2β.
Автори статті, нещодавно опублікованої в Nature Communication, повідомляють, що змогли визначити структуру білка, що відіграє ключову роль у розвитку запальних реакцій. Це відкриття може стати відправною точкою у створенні нових підходів до лікування різних захворювань, від хвороб серця до діабету, раку і нейродегенеративних розладів, у тому числі - хвороби Паркінсона.
Група вчених під керівництвом доцента Сент-Луїського університету (Saint Louis University) Сергія Корольова, займається вивченням білків на атомарному рівні. Це необхідно, щоб зрозуміти роль, яку конкретні білки грають в організмі. В рамках нового дослідження аналізу був підданий фермент кальційнезалежна фосфоліпаза A2β, що давно вивчається (але все ще погано вивчений), що розщеплює фосфоліпіди в мембранах. При пошкодженні тканин організму iPLA2β починає посилати імунній системі сигнали, що ініціюють запалення. Автори нової роботи вирішили з'ясувати, як саме білок активується при пошкодженні, як він розщеплює субтрати і як «вимикається», одночасно зупиняючи запальну відповідь.
"Вперше [білок] описано понад 20 років тому в Університеті Вашингтона в Сент-Луїсі (Washington University in St. Louis), - розповідає Корольов. - Спочатку вчені встановили, що цей білок відіграє роль у формуванні відповіді серцево-судинної системи на ішемію або пошкодження.
Потім виявилося, що [iPLA2β] також залучений до процесу вироблення інсуліну і, при певних порушеннях, може призвести до розвитку цукрового діабету 1 типу. Ще пізніше, менше 10 років тому, білок знову описали - але вже зовсім в іншому контексті, при генетичному секвенуванні пацієнтів, які страждали нейродегенеративними захворюваннями. Наприклад, спадкові мутації в [відповідному] гені були виявлені у пацієнтів з раннім початком хвороби Паркінсона ".
Отже, вчені з'ясували, що один і той же білок iPLA2β відіграє різні ролі в різних тканинах і навіть в різних частинах клітин. Тим складніше стало з'ясувати, як цей протеїн працює. Ясно було тільки одне - iPLA2β може бути небезпечний, оскільки він вносить свою лепту в розвиток серцево-судинних захворювань, діабету і навіть бере участь у процесі метастазування. З іншого боку, розробка препарату-інгібітора iPLA2β могла б виявитися корисною хворим з різними діагнозами. Але без визначення тривимірної структури самого білка створення ліків, здатного придушити активність iPLA2β, виявилося занадто складним завданням.
Щоб визначити молекулярну структуру білка, автори нового дослідження використовували рентгенівську кристрафію. За словами Корольова, досягнення цієї мети відкрило двері до отримання величезного числа відповідей на питання, пов'язані з iPLA2β.
Зокрема, виявилося, що реальна структура білка значно відрізняється від передбаченої гіпотезами. Раніше розроблені теоретичні моделі структури iPLA2β не могли пояснити всіх його функцій, тепер же багато шматочків головоломки стали на місце.
Тепер Корольов і його колеги зацікавилися роллю, яку iPLA2β грає в головному мозку. Поки вона абсолютно не ясна, але тривимірна модель молекули білка в поєднанні з результатами генетичних тестів повинна стати потужним дослідницьким інструментом, який допоможе краще зрозуміти принципи «роботи» iPLA2β в нервовій системі і, можливо, навчитися усувати заподіяну білком шкоду.