Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Есть ли у растений прионы

03.10.2012 Наука и жизнь

Один из белков растительного происхождения по собственному молекулярному поведению похож на прионы животных и грибов.

Прионные заболевания – такие, как коровье неистовство либо заболевание Крейцфельда-Якоба – появляются не по вине вирусов либо бактерий, а из-за присутствия в клетках особенных белков, именуемых прионами.

Структура протеиновой фибриллы, которая образуется в клетках при прионовых заболеваниях. (Фото Niko Grigorieff / Visuals Unlimited / Corbis.) Прионовые фибриллы – нитевидные отложения, организованные слипшимися между собой молекулами белка. (Фото AJC ajcann.wordpress.com / https://www.flickr.com/photos/ajc1/8619244128.)‹ ›

Мы знаем, что любой белок – это неповторимая последовательность аминокислот: у пищеварительного фермента пепсина она одна, у глобина в кровяных клетках – вторая, у иммунного рецептора, сидящего на мембране лимфоцита, – третья и т. д. Но белок не плавает по клетке в форме таковой аминокислотной нитки, он сворачивается, получая неповторимую и более-менее компактную пространственную конформацию.Есть ли у растений прионы Сворачивание зависит от сотрудничеств аминокислот между собой, и лишь в таком трёхмерном упакованном виде белок начинает трудиться, поскольку нужно: расщеплять какие-то вещества, выяснять другие молекулы и пр.

Практически во всех случаях каждому виду белка свойственна собственная неповторимая пространственная конформация. Но прионы смогут сворачиваться различными методами, причём одна из форм делается инфекционной: если она столкнётся с молекулой, которая находится в обычной конформации, то она переделает её под себя – обычная молекула белка станет такой же, как инфекционная.

Особенно не очень приятно то, что такая новая пространственная укладка заставляет прионы слипаться совместно, формируя отложения в виде характерных протеиновых нитей-фибрилл, каковые вредят клетке и в конечном счёте убивают её. (Тут нужно подчернуть, что обычная форма прионного белка клетке никак не вредит и делает в ней какие-то нужные функции.)

Похожим образом ведут себя белки, важные за заболевание Альцгеймера, заболевание Паркинсона – взаимодействуя между собой, они также образуют патогенные протеиновые комплексы, но между ними и «подлинными» прионами имеется определённые отличия, о которых мы на данный момент сказать не будем.

До сих пор считалось, что прионные белки имеется лишь у животных и грибов, и проявляют они себя у них лишь в нервной совокупности. Потому столь необыкновенными выглядят результаты группы Сьюзен Линдквист (Susan Lindquist) из Университета биомедицинских изучений Уайтхеда – в собственной статье в PNAS авторы пишут, что один из белков растительного происхождения ведёт себя как настоящий прион.

Исследователи прочесали около 500 протеиновых последовательностей резуховидки Таля, либо арабидопсиса (Arabidopsis thaliana), ища среди них те, каковые были бы похожи на прионы. В «улове» был белок Luminidependens (LD), действительно, на прион был похож далеко не весь LD, а лишь один его домен (так именуют часть белка, которая структурно обособлена от другой молекулы и довольно часто владеет собственными функциями), но, так же выглядят и дрожжевые прионы, у которых не вся молекула, а только часть её владеет «заразительными» особенностями.

Прионные свойства LD контролировали не в самом арабидопсисе, а в дрожжах. Его фрагмент, внедрённый в дрожжевые клетки, вёл себя, как настоящий прион: когда какая-то молекула получала инфекционную форму, так сразу же около неё начинали формироваться протеиновые агрегаты, в каковые вовлекались её соседи, перенявшие от неё «липучую» пространственную укладку.

Исследователи подчёркивают, что из этого вовсе не нужно, что и в растениях происходит то же самое – но это очень возможно. И тут стоит сообщить, чем по-настоящему любопытны полученные результаты. В 2012 году Линдквист и её сотрудники разместили в Nature статью, в которой говорили о нужной функции дрожжевых прионов: они помогали клеткам выживать в закисленной среде, в присутствии антигрибковых препаратов и при повышенном содержании этанола.

Один из прионных белков дрожжей в норме является рибосомным «тормозом», переставая синтез белка на определённом этапе, но, в то время, когда молекулы «тормоза» начинают слипаться между собой, собственной функции они делать уже не смогут, и потому рибосома синтезирует удлинённые белки с каким-то новыми особенностям, каковые, возможно, оказывают помощь пережить стресс.

Иначе, опыты с дрозофилами продемонстрировали, что у них такие белки оказывают помощь поддерживать долгосрочную память: протеиновые кластеры, образующиеся при слипании молекул прионов, помогают упрочнению межнейронных контактов – синапсов, а это значит, что нервные импульсы смогут свободно проходить по нейронной цепочке и информация, которая в ней хранится, не потеряется. (В этом случае прионы снова выступают в роли регуляторов протеинового синтеза, подробнее про их роль в упрочении синаптических связей возможно определить из статей в Cell и PLoS ONE.)

Подобные изучения наводят на естественное предположение, что у всех прионов имеется какие-то нужные функции – кроме того в том случае, в то время, когда они неправильно сворачиваются и слипаются. Быть может, прионное слипание и без того происходит в клетках, легко здоровая клетка может держать процесс под контролем, а вот заболевание начинается, в то время, когда протеиновые комплексы формируются бесконтрольно и безостановочно.

Белок растительного происхождения LD может стать дополнительным доводом в пользу таковой теории: он участвует в регуляции дневного цикла растений и осуществляет контроль время цветения; согласно точки зрения авторов изучения, он благодаря своим прионным особенностям имел возможность бы трудиться, например, чем-то наподобие предохранителя, не допуская появления цветков, пока ещё через чур холодно.

Но подобные рассуждения всё-таки необходимо обосновать экспериментально; пока же, напомним, прионные свойства самого LD оказалось заметить, лишь пересадив его в дрожжи. Но нельзя исключать, что чем больше новых прионов мы найдём, тем больше будут изменяться отечественные представления о них.

По данным NatureNews.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

Белки прионы, биохимия


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,