Как клеточные «сахарные коды» управляют сборкой белков и развитием болезней мозга

Профессор Дэниел Хеберт посвятил жизнь изучению того, как глюкокод влияет на сворачивание белков. Ошибки в этом процессе связаны с нейродегенеративными заболеваниями.
Алексей Петров
Автор Наука Mail
Человек
Ошибки в сворачивании могут привести к тяжелым болезням, включая АльцгеймерИсточник: News.mit.edu

Клетки производят тысячи белков — молекул, от которых зависит работа ферментов, иммунитета и мозга. Чтобы белок заработал, он должен свернуться в правильную форму. Ошибки в этом процессе могут привести к тяжелым болезням, включая Альцгеймера.

Новая статья, опубликованная в Nature Reviews Molecular Cell Biology объясняет, как белки получают «глюкокод» — особые сахарные метки, которые помогают клетке распознавать правильную структуру. Это итог многолетней работы профессора Дэниела Хеберта из Университета Массачусетса и его команды, в частности Лилы Гираш, заслуженного профессора биохимии, молекулярной биологии и химии.

Схема
На изображении показано, как к белкам в эндоплазматическом ретикулуме (ER) добавляются N-связанные гликаны — особые «сахарные метки», которые управляют их формированием.(a) После синтеза (post-translational) комплекс OST-B добавляет гликаны, но только к доступным участкам на уже частично свернутом белке. (b) Во время синтеза (co-translational) комплекс OST-A добавляет гликаны сразу, пока белок не начал складываться. Эти гликаны — часть "глико-кода", по которому клеточные шапероны определяют, правильно ли свернулся белок, и нужно ли его исправлять или уничтожатьИсточник: Nature Reviews Molecular Cell Biology

Сворачивание белков начинается в органоиде под названием эндоплазматический ретикулум (ЭПР). Там к белку прикрепляются N-гликаны — сахара, которые работают как штрихкод. Если белок правильный, его отправляют дальше. Если нет — шапероны пытаются его переупаковать или уничтожить.

Хеберт показал, что именно глюкокод подсказывает клетке, что делать с каждым белком. От места, где окажется гликан, зависит его судьба.

Клетка
Необходимо понять всю систему шаперонов если мы хотим лечить болезниИсточник: Freepik

Если система распознавания ломается, клетка теряет способность отличать нормальные белки от ошибочно свернувшихся. Это может приводить к десяткам тяжелых заболеваний, включая неврологические.

Чем лучше мы понимаем, как работает глюкокод, тем ближе к новым способам диагностики и лечения. В будущем, возможно, получится научить клетки точнее определять ошибки или вмешиваться в процесс сворачивания, сообщает издание Phys.org.

Раз уж размещение N-гликана оказывается критически важным для созревания белка, то мы просто обязаны как можно глубже понять всю систему шаперонов, если хотим лечить болезни, вызванные неправильным сворачиванием
Лила Гираш
Профессор

Как говорит соавтор статьи Кевин Гуэй, раньше шапероны считались белками, которые напрямую взаимодействуют с другими белками. Теперь стало ясно: они читают и анализируют сахарные метки — те самые коды, оставленные клеткой.

Ранее мы рассказывали об обнаружении ранее неизвестного науке гена.