• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Tajemnice fałdowania białek

    29.08.2009. 21:44
    opublikowane przez: Piotr aewski-Banaszak

    Uszkodzenia białek - które leżą u podstaw m.in. chorób neurodegeneracyjnych - pojawiają się o wiele wcześniej niż pierwsze odczuwalne objawy chorobowe - odkryli naukowcy z USA. Ich pracę opublikowano na łamach pisma "Proceedings of the National Academy of Sciences" (PNAS).

    Białka są niezbędne dla wszelkich przejawów biologicznej aktywności i prawidłowego funkcjonowania komórek i całych organizmów. Nieprawidłowa struktura czyli tzw. fałdowanie, lub innego rodzaju uszkodzenia białek zawsze oznaczają kłopoty i leżą u podstaw wszystkich chorób neurodegeneracyjnych ludzi, a także wielu innych chorób związanych ze starzeniem się organizmu.

    Proces fałdowania białek czyli tworzenia ich przestrzennych struktur tzw. wyższego rzędu jest niezwykle istotny dla ich prawidłowego działania. Nawet najdrobniejsze błędy mogą zmieniać aktywność białka i mieć bardzo poważne konsekwencje.

    Naukowcy z Northwestern University wykazali, że zmiany w konformacji białek można wykryć dużo wcześniej niż jakiekolwiek objawy konsekwencji takich uszkodzeń. Badacze sugerują, że jeżeli zareaguje się wystarczająco szybko, można opóźnić i złagodzić skutki uszkodzeń.

    Autorzy pracy analizowali zachowanie siedmiu różnych białek nicienia Caenorhabditis elegant, ulubionego robaka biologów. Odkryli, że każde z nich zaczyna być nieprawidłowo sfałdowane w tym samym czasie - podczas wczesnej dorosłości nicienia, dużo wcześniej zanim zwierzę zacznie przejawiać jakiekolwiek zmiany fizjologiczne lub zachowania.

    Naukowcy zaobserwowali, że nieprawidłowe fałdowanie białek zbiega się w czasie z utratą kluczowego mechanizmu obronnego komórek - zdolności do aktywacji białek szoku cieplnego, bardzo starego ewolucyjnie sposobu przełączenia genetycznego komórki tak, by wykrywać uszkodzone białka i chronić ją przed ich nieprawidłowym fałdowaniem i działaniem.

    Główny autor badań Richard Marimoto podkreśla, że nie spodziewał się, iż tak różne białka, aktywne w różnych rodzajach tkanek, zaczynają szwankować w tym samym czasie. Jego zdaniem, sugeruje to, że komórkowy mechanizm obrony przed stresem przestaje działać prawidłowo w procesie starzenia.

    Żeby sprawdzić, czy można zapobiec lub chociaż opóźnić te dramatyczne w skutkach wydarzenia naukowcy podawali zwierzętom odpowiednik witamin - substancję, która podczas ich wczesnego rozwoju wspomagała działanie białek szoku cieplnego. Okazało się, że u tych nicieni nieprawidłowości w fałdowaniu białek pojawiały się dopiero 12. dnia życia, zamiast na początku dorosłości czyli 4. dnia (średni czas życia nicieni wynosi 21 dni). "Nasze wyniki wskazują, że dla osiągnięcia celów terapeutycznych, zapobieganie zniszczeniom trzeba rozpocząć bardzo wcześnie" - tłumaczą autorzy badań. "W momencie kiedy zauważamy skutki utraty funkcji białek, jest już za późno" - dodają naukowcy. KDO

    Źródło:
    PAP - Nauka w Polsce

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Białka opiekuńcze (z ang. chaperone, pol. szaperon albo czaperon) - białka odpowiedzialne za prawidłowe zwijanie się innych białek. Zalicza się do nich m.in. białka szoku cieplnego (hsp). Hsp90 (heat shock protein 90) – białko z rodziny białek szoku cieplnego, należące do białek chaperonowych (opiekuńczych). Hsp90 występuje u eubakterii i wszystkich eukariontów, ale wydaje się być nieobecne w komórkach archeowców. Cytoplazmatyczne Hsp90 jest niezbędne do prawidłowego funkcjonowania komórek eukariontów w każdej sytuacji, natomiast u bakterii produkt białkowy bakteryjnego homologu genu HtpG jest zbędny w warunkach innych niż szok cieplny. Białka szoku cieplnego (HSP – ang. Heat shock proteins) – grupa białek, których ekspresja wzrasta, kiedy komórki są narażone na działanie czynników stresowych, m.in. podwyższonej temperatury, ale również niskiej temperatury, stresu solnego, osmotycznego i metali ciężkich. Produkcja HSP może wzrastać także w odpowiedzi na infekcje, zapalenie, działanie toksyn, promieniowanie UV, głodzenie, niedotlenienie itp. Część HSP jest produkowana w komórce cały czas.

    Białorutenizacja − proces nadawania cech kultury białoruskiej osobom lub zbiorowościom funkcjonującym wcześniej w ramach innych kultur, umacniania pozycji kultury i języka białoruskiego w danej dziedzinie lub na określonym obszarze. W latach 20. XX wieku stanowiła ona część oficjalnej polityki władz Białoruskiej SRR. Współcześnie, zdaniem niektórych polskich badaczy, białorutenizacja objawia się określaniem elementów i dziedzictwa kultur nie-białoruskich na Białorusi jako elementy kultury białoruskiej. Białka błonowe to białka związane ze strukturą błony biologicznej. W tych błonach białka pełnią rozliczne funkcje niezbędne dla prawidłowego funkcjonowania komórki. Występują m.in. w roli:

    Binding immunoglobulin protein (BiP), także białko 78 kDa regulowane glukozą (glucose-regulated protein 78 kDa, GRP-78) lub białko 70 kDa szoku cieplnego 5 (HSPA5) – białko opiekuńcze należące do rodziny białek szoku cieplnego o masie cząsteczkowej 70 kDa (HSP70). W ludzkim organizmie kodowane jest przez gen HSPA5. Jest głównym białkiem chaperonowym występującym we wnętrzu siateczki śródplazmatycznej szorstkiej. Białoruskie Towarzystwo Naukowe (biał. Беларускае навуковае таварыства) – białoruska instytucja naukowa działająca w okresie międzywojennym, reaktywowana podczas niemieckiej okupacji.

    Białka fuzyjne (białka chimeryczne) – białka powstające z połączenia 2 lub większej liczby genów, które pierwotnie były odpowiedzialne za produkcję niezależnych białek. Produktem genu fuzyjnego jest białko (polipeptyd), którego funkcja jest w pewnym stopniu pochodną funkcji białek kodowanych przez geny wchodzące w skład takiego połączenia. Torsyna A – ludzkie białko kodowane przez gen TOR1A (DYT1) w locus 9q34. Białko o należy do rodziny ATPaz związanych z rożnymi aktywnościami komórkowymi (ATPases Associated with diverse cellular Activities), i jest związane z białkami rodziny proteazy Clp /białek szoku cieplnego. Gen TOR1A podlega ekspresji w części zbitej istoty czarnej. Mutacje w genie TOR1A wywołują dziedziczoną autosomalnie dominująco chorobę, dystonię torsyjną typu 1.

    Białka fibrylarne (białka włókniste, włókienkowe lub włókiennikowe, skleroproteiny, skleroproteidy, albuminoidy) - białka proste o strukturze włókienkowej stanowiące podstawowy materiał budulcowy organizmów zwierzęcych.

    Kinazy białkowe – grupa kinaz, których substratami są białka. Enzymy te przeprowadzają reakcję fosforylacji cząsteczki specyficznego dla danej kinazy białka. Fosforylacja zwykle prowadzi do zmiany konformacji cząsteczki białka i, w konsekwencji, zmiany jego aktywności, zdolności do wiązania się z innymi białkami albo przemieszczenia cząsteczki w obrębie komórki. Do 30% białek podlega regulacji na tej drodze; większość szlaków metabolicznych komórki, zwłaszcza sygnalizacyjnych, angażuje enzymy z grupy kinaz białkowych. W ludzkim genomie zidentyfikowano kilkaset genów kodujących sekwencje aminokwasowe kinaz białkowych (około 2% wszystkich genow). Funkcja kinaz białkowych podlega wielostopniowej regulacji, również angażującej kinazy i fosfatazy białkowe; fosforylacja białka kinazy może zwiększać albo zmniejszać jej aktywność. Białka aktywatorowe lub inhibitorowe przez przyłączanie się do domen regulatorowych kinaz również wpływają na ich aktywność. Niektóre kinazy posiadają domenę regulatorową, którą same mogą fosforylować (autofosforylacja albo cis-fosforylacja).

    Dodano: 29.08.2009. 21:44  


    Najnowsze