Fosforylacja wymusza zwijanie białka

Białka pozbawione struktury trzeciorzędowej, nie posiadają dobrze określonej struktury trójwymiarowej i zwijają się tylko wtedy, gdy wiążą się ze swoim substratem. W przeciwnym wypadku było to niemożliwe. Okazało się jednak, że jest inaczej. Dodanie grup fosforanowych powoduje modyfikację białek i jest wystarczające, aby rozwinięte białko zaczęło się samodzielnie zwijać.

225_Peptide_Bond-01

Zespół  Julie D. Forman-Kay z University of Toronto badał fosforylację w różnych nieuporządkowanych białkach, ale nigdy nie zauważono, żeby ta modyfikacja powodowała jego zwijanie. Tym razem naukowcy skupili się na nieuporządkowanym białku nazywanym białkiem wiążącym 4E-2 (4E-BP2), które wiąże się z białkiem zaangażowanym w inicjację i hamowanie translacji.

Kiedy 4E-BP2 wiąże się ze swoim celem – białkiem, jego część zwija się w niewielką helisę. Jednak fosforylacja dwóch aminokwasów w 4E-BP2 powoduje, że otaczający region zwija się w strukturę β- harmonijki, blokując tworzenie się spirali. Fosforylacja trzech innych aminokwasów stabilizuje β- harmonijkę. Powstały niefunkcjonalny 4E-BP2 nie może związać się z celem.

„Uważa się powszechnie, że jedynie zwinięte białko jest funkcjonalne. Jeżeli jest nieuporządkowane – nie może już działać poprawnie. W tym wypadku jest odwrotnie, tylko nie posiadające określonej struktury nieufosforylowane 4E-BP2 może związać substrat i wpływać na translację. To zabawne, ponieważ zmienia całą wiedzę w tej dziedzinie o 180˚,” mówi Forman-Kay.

Grupa naukowców analizowała strukturę 4E-BP2 za pomocą spektroskopii magnetycznego rezonansu jądrowego. Fosforylacja spowodowała istotne zmiany w widmach NMR przez amidowe protony, które wskazują na zwinięcie białka.

Forman-Kay i jej współpracownicy, szczególnie Nahum Sonenberg z McGill University w Montrealu, obecnie badają 4E-BP2 pod kątem zastosowania jako potencjalnego leku na raka, autyzm i inne zaburzenia neurologiczne. Naukowcy prowadzą badania przesiewowe dla cząsteczek, które mogą ustabilizować lub destabilizować strukturę β-harmonijki. „4E-BP2 był znany jako regulator inicjacji translacji. Fakt, że może się on zwijać jest zupełnie nowym odkryciem,” mówi Kay-Forman.

„Ta praca stanowi bardzo ważny wkład w dziedzinie białek pozbawionych struktury trzeciorzędowej, dostarczając dobrej charakteryzacji przykładowego przełącznika regulacyjnego opartego na fosforylacji,” mówi Vladimir Uversky z University of South Florida.

Opracowała: Olga Polakowska

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*