Показать меню
01 сен 14:48Политика

В важном для иммунной системы рецепторе TLR1 задействован ион цинка

В важном для иммунной системы рецепторе TLR1 задействован ион цинка

Ученые из Московского физико-технического университета и Института биоорганической химии РАН совместно с коллегами из Чанчуньского института прикладной химии обнаружили ионы цинка в рецепторе, ответственном за врожденный иммунитет человека. О работе сообщается в совместном пресс-релизе МФТИ и ИБХ.

Толл-подобные рецепторы (toll-like receptors) располагаются на поверхности различных типов клеток иммунной системы. Они распознают различные структуры микроорганизмов и активируют иммунный ответ. Слово «толл» в их названии немецкого происхождения и означает «восхитительный, поразительный, классный». В 1985 году немецкий биолог Кристиана Нюсляйн-Фольхард обнаружила мутантных особей мух-дрозофил, что привело к открытию первого гена, кодирующего подобный белок. Увидев необычных мух, она воскликнула: «Das war ja toll!» («Вот это класс!») Позже были отрыты другие сходные белки, которые стали называть толл-подобными.

У расположенных в мембране толл-подобных рецепторов есть огромные внеклеточные части, которые обеспечивают связывание с компонентами патогена. Внутриклеточные домены таких рецепторов гораздо меньше и невзрачнее, однако именно они обеспечивают передачу сигнала об опасности внутрь клетки и запуск молекулярных каскадов, нацеленных на уничтожение патогена. 

Авторы работы изучали структуру внутриклеточной части толл-подобного рецептора 1 человека (TLR1). Они обнаружили странное несоответствие данных, полученных разными методами. Все имевшиеся данные о трехмерной структуре кристаллов TLR1, полученные путем рентгеноструктурного анализа, указывали на наличие химической связи между двумя аминокислотами-цистеинами во внутриклеточном домене — так называемого дисульфидного мостика. Однако анализ трехмерной структуры TLR1 в растворе методом ядерного магнитного резонанса, напротив, показал наличие подвижной, неупорядоченной структуры исследуемой области.

«Такое несоответствие натолкнуло нас на мысль, что два цистеина могут быть расположены рядом не из-за того, что они формируют дисульфидный мостик, а потому, что они, связывают, или, как говорят химики, "координируют" ион металла, а именно цинка», — объясняет руководитель исследования Константин Минеев, ведущий научный сотрудник ИБХ РАН.

Чтобы проверить эту гипотезу, ученые исследовали способность внутриклеточной части TLR1 связывать цинк в растворе. TLR1 оказался способен прочно связывать цинк из окружающего раствора. Для точного определения участка связывания цинка в TLR1 исследователи применили метод точечного мутагенеза, получив мутанты TLR1, в которых один из нескольких цистеинов был заменен другой аминокислотой. Замена тех самых цистеинов, которые образовывали дисульфидный мостик в кристаллических структурах, приводила к потере способности TLR1 связывать цинк и «выключению» рецептора.

«Сопоставив данные, полученные различными методами, мы пришли к выводу, что дисульфидный мостик — неизбежный артефакт процесса формирования кристаллов для данного белка. На самом деле, когда белок находится в клетке в водном окружении, эти два цистеина образуют участок связывания цинка, причем этот участок критически важен для функционирования белка», — рассказывает Валентин Борщевский, заместитель директора Центра исследования молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ.

Результаты экспериментов были уточнены и дополнительно подтверждены методом компьютерного моделирования. Вычислительные эксперименты позволили прояснить детали того, как TLR1 взаимодействует с цинком и какие изменения в молекуле рецептора при этом происходят.  Важность связывания цинка для функционирования TLR1 также подтвердилась в экспериментах на линиях клеток человека.

Обнаруженная коллективом ученых из МФТИ, ИБХ и Чанчуньского института прикладной химии способность рецептора TLR1 человека связывать ионы цинка станет основой для дальнейших исследований механизмов работы толл-подобных рецепторов, которые имеют существенное значение для медицины.

Исследование опубликовано в журнале Communications Biology.

По материалам: polit
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Лента новостей
Обнаружен новый способ передачи сигналов в живой клетке11:32Древние дети оставили отпечатки рук и ног на затвердевающем минерале14:00Новый сверхчувствительный фотодетектор сделан на основе дисульфида титана13:17Копая пруд на поле для гольфа, рабочие нашли захоронение возрастом 4000 лет16:17Священное бронзовое дерево нашли китайские археологи в Саньсиндуе11:00Тепловентиляторы Volcano – надежные системы отопления17:08У редких попугаев какапо оказалось неожиданно мало вредных мутаций14:48Очень Большой телескоп помогает раскрыть секреты астероида Клеопатра13:00Канадские палеонтологи описали древнее членистоногое полуметровой длины12:32Солнечное излучение может защитить космонавтов от более опасного галактического излучения15:00Еще два загадочных каменных шара найдены в погребениях на Оркнейских островах11:00Для борьбы с ревматоидным артритом нужно лечить кишечник13:00В Дании нашли почти килограмм золотых украшений VI века10:16Благодаря генетикам четыре вида пятнистых скунсов превратились в семь16:00Рост Микеланджело вычислили по его обуви13:48Секционные ворота для дома — устройство, принцип действия13:44На Филиппинах открыт новый вид пещерной рыбы13:00Близ Мурома археологи нашли стоянки эпохи энеолита13:00