Prosty sposób na ułożenie białek na swoim miejscu :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Naukowcy odkrywają w jaki sposób białka transportowe pokonują bariery błony komórkowej

Unijny zespół wkracza w przyszłość, przekształcając komórki skóry w komórki mózgu

Naukowcy badają, w jaki sposób mózg przetwarza nowe słowa

Naukowcy odkrywają sposób, w jaki oliwa z oliwek reguluje apetyt

Nareszcie! Naukowcy zaglądają do wnętrza molekuł

Irlandzcy naukowcy odkryli, jak probiotyki oddziałują na fizjologię komórki

Unijni naukowcy odkryli prostą sztuczkę, dzięki której białka w komórkach mogą zostać prawidłowo rozmieszczone. Co więcej zespół wykazał, w jaki sposób odkrycie może przyczynić się do opracowania nowych metod leczenia nowotworów. Badania, których wyniki opisano w dwóch artykułach opublikowanych w czasopismach Cell i Nature, zostały sfinansowane z unijnego grantu Marie Curie.

Bez systemu kontrolującego ich rozmieszczenie białka miałyby tendencję do równomiernego rozlokowywania się w komórce. Zatem w jaki sposób komórki radzą sobie z umieszczeniem białek, tam gdzie są one potrzebne? Zespół naukowców pod kierunkiem Herberta Waldmanna i Philippe'a Bastiaensa z Instytutu Fizjologii Molekularnej im. Maxa Plancka (MPI) w Niemczech wykorzystał najnowsze techniki mikroskopowe do śledzenia w czasie rzeczywistym transportu białek w żywych komórkach.

Naukowcy skoncentrowali się na białkach, które muszą dotrzeć do zewnętrznej błony komórki. W tych białkach, w procesie zwanym "palmitoilacją", umieszczane są kwasy tłuszczowe pełniące niejako rolę etykiety z adresem. Wyniki badań pokazały, że palmitoilacja zachodzi w części komórki nazywanej aparatem Golgiego. Białka poddane palmitoilacji są przenoszone do błony komórkowej na powierzchni malutkich pęcherzyków, które są odrywane od aparatu Golgiego.

Jednakże wnętrze komórki jest pełne różnego rodzaju błon i czasami białka po palmitoilacji nie docierają do miejsca swojego przeznaczenia, tylko przyczepiają się do nieodpowiednich błon. W takim przypadku specjalne enzymy usuwają kwasy tłuszczowe z białka (w procesie zwanym "depalmitoilacją"), uwalniając białko, które wówczas pływa swobodnie po komórce. Ostatecznie białko jest przechwytywane przez aparat Golgiego i proces rozpoczyna się ponownie.

To rodzi pytanie, w jaki sposób aparat Golgiego rozpoznaje białka, które muszą zostać umieszczone na błonie komórkowej. Odpowiedź jest zaskakująco prosta. Na poziomie podstawowym białka są zbudowane z łańcuchów komponentów zwanych aminokwasami. Jeżeli na powierzchni białka dostępna jest cysteina to wyposażane jest ono w etykietę adresową z kwasów tłuszczowych.

"Odkrycia te są milowym krokiem. Zmienią sposób prowadzenia badań w dziedzinie biologii komórkowej" - zauważa profesor Bastiaens. "Aby zrozumieć życie musimy, jako naukowcy, zrozumieć zasady, według których życie funkcjonuje. Koncentrowanie się na wielu różnych ścieżkach sygnalizacyjnych w komórce nie jest w sumie zbyt pomocne."

Ponadto zespół już wykazał, w jaki sposób można wykorzystać jego odkrycia do poszukiwania nowych metod leczenia nowotworów. Molekuła sygnalizująca Ras jest białkiem poddawanym palmitoilacji, które w przypadku zmutowania może wywołać nowotwór. Molekuła ta działa wyłącznie wtedy, kiedy jest osadzona w błonie komórkowej. Całkowite wyłączenie jej powoduje, że nawet zdrowe komórki umierają, zatem naukowcy przyjęli odmienne podejście.

Jak już wcześniej wspomniano każde białko poddane palmitoilacji, w tym także Ras, może przyczepić się do nieprawidłowej błony. Kiedy molekuła Ras przyczepi się do nieprawidłowej błony, enzym o nazwie APT1 (ang.: acyl protein thioesterase 1) odcina marker lipidów i uwalnia Ras, umożliwiając jej powrót do systemu transportu. Naukowcy stworzyli molekułę inhibitorową o nazwie palmostatin B, która blokuje działanie APT1.

Wówczas, kiedy molekuła Ras trafi na nieprawidłową błonę, jest tam skutecznie blokowana. Doprowadza to z czasem do losowego rozmieszczenia molekuł Ras na różnych błonach komórki. Zważywszy na fakt, że molekuła Ras jest naprawdę szkodliwa wyłącznie wtedy, kiedy przyczepi się do zewnętrznej błony komórki, powtórne rozmieszczanie białek w ten sposób ogranicza sygnalizację Ras i powoduje, że komórki nowotworowe zaczynają wracać do zdrowia.

"To było całkowicie nowatorskie podejście i tak naprawdę wbrew zdrowemu rozsądkowi. Dlatego zarzucono tę ścieżkę w badaniach farmaceutycznych" - wyjaśnia profesor Waldmann. "My z kolei postąpiliśmy w sposób następujący: zamiast hamować kierowany transport z aparatu Golgiego, wspomogliśmy losowe rozmieszczanie w komórce."

Za: CORDIS

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Wakuom (vacuome) - termin historyczny z zakresu cytologii oznaczający całość systemu wakuolarnego komórki, do którego w przeszłości zaliczano także aparat Golgiego. Termin ten został wprowadzony przez M. Parata w 1924 r. przy dyskusji o znaczeniu i funkcji aparatu Golgiego. Parat i niektórzy cytolodzy z lat dwudziestych XX w. uważali aparat Golgiego za artefakt powstały w miejscu wakuoli. Cechą wyróżniającą wakuole sytemu wakuolarnego (wakuomu) była zdolność do przyżyciowego barwienia się czerwienią obojętną. Obecnie wiadomo, że wakuole sródplazmatyczne i aparat Golgiego są morfologicznie i czynnościowo odmiennymi organellami komórkowymi. pełny tekst

Akrosom jest to przekształcony lizosom w przedniej części główki plemnika. Powstaje z aparatu Golgiego spermatydy i jest swoistą odmianą lizosomu. W pęcherzykach aparatu Golgiego pojawiają się ziarenka węglowodanów, następuje fuzja ich błon i wytworzenie jednego dużego pęcherzyka. Pęcherzyk okrywa część powierzchni jądra przyszłej główki plemnika. Akrosom zawiera nie tylko węglowodany, ale także białka enzymatyczne, w tym hydrolazy. pełny tekst

Plamka gęsta (łac.: macula densa) grupa zmodyfikowanych komórek kanalika II rzędu (wstawki), występująca w miejscu zbliżenia się kanalika do ciałka nerkowego, pełniąca rolę osmoreceptora. Od pozostałych komórek różni się morfologią i ultrastrukturą. Komórki plamki gęstej są wyższe (najczęściej walcowate), a jądra jakby bardziej upakowane, a aparat Golgiego w części przypodstawnej (pozostałe komórki kanalika wierzchołkowo). pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".