16 December 2021, 2:59 CoLab.ws

Замена одной аминокислоты стала причиной миопатий и катаракты

Замена одной аминокислоты стала причиной миопатий и катаракты
Доменная организация человеческого αB-кристаллина и положение мутации в структуре этого белка

α-кристаллин относится к группе небольших белков теплового шока, которые обеспечивают правильное сворачивание других белков и выделяются в ответ на стрессовые факторы, например, нагревание и действие ультрафиолета. В организме он существует в двух формах: αA, встречающийся только в хрусталике глаза, и более универсальный αB. Мутации в гене последнего могут вызывать комплексные проблемы, в частности с сердцем и мышцами.

Недавно у пациентов с миофибриллярной миопатией была обнаружена мутация, вызывающая замену отрицательно заряженного аспартата на незаряженный аланин в 109 положении цепочки αB-кристаллина. Этот участок очень важен в образовании димеров белка, а потому, как предположили российские ученые вместе с иранскими коллегами, такое небольшое изменение может оказаться критическим для функционирования шаперона. В своей работе исследователи применили микроскопические и спектроскопические методы, чтобы выяснить, как эта мутация влияет на структуру αB-кристаллина.

Как показали эксперименты, свойства белка кардинально меняются: он сворачивается в более крупные структуры, менее стабилен, при нагревании образует нефункциональные амилоиды, а также снижает свою шаперон-подобную активность. Тот факт, что дефектный αB-кристаллин проявляет склонность к агрегации, делает его возможной причиной помутнения хрусталика глаза, то есть катаракты. Из-за неправильной формы он не может нормально связываться с белками-мишенями, например десмином мышц, а потому не выполняет свою нормальную защитную функцию в клетках сердца — это чревато развитием кардиомиопатий.

Результаты работы объясняют глубокие механизмы, лежащие в основе заболеваний, обусловленных мутацией этого белка.

News article publications

Read also

Новый метод для описания молекулярного взаимодействия между фикобилисомой
Ученые из ФИЦ Биотехнологии РАН использовали необычный вариант флуоресцентной спектроскопии для описания особенностей молекулярного взаимодействия между фикобилисомой — сложным белковым комплексом, улавливающим свет в клетках цианобактерий и красных водорослей, — и оранжевым каротиноидным белком, защищающим фотосинтетический аппарат от интенсивного солнечного излучения. Каротиноидный белок, изменяя свою конформацию, препятствует передаче энергии от фикобилисомы на хлорофилл фотосистем. Изучение этой реакции является сложной задачей из-за многоступенчатого переноса энергии между сотнями пигментов «антенны». Оказалось, что этот процесс можно значительно упростить, используя инфракрасные лазеры.
Molecular Biology
Photosynthesis
Spectroscopy
5 October 2023
Химики МГУ выяснили механизм фотопереноса электрона флуоресцентного белка
Результаты позволят значительно расширить область применения одного из самых актуальных способов отслеживания активности белков и помогут создать биосенсор для определения активных форм кислорода
Molecular Biology
New techniques
Spectroscopy
27 January 2022
Ускорен поиск новых лекарств с помощью машинного обучения
В последние годы компьютерное моделирование сильно облегчило создание новых лекарств за счет предсказания структуры молекул и их взаимодействий. Однако даже такой «чисто компьютерный» скрининг может быть слишком дорог и затруднен, если речь идет о миллионах веществ. Поэтому авторы новой статьи в Journal of Chemical Information and Modeling — исследователи из МФТИ, Университетов Гронингена и Гренобля, — сделали этот процесс намного быстрее и эффективнее с помощью активного машинного обучения.
Drug Design
Machine learning
Molecular Biology
13 February 2024
Найдена новая форма жизненно важных белков — актинов
Ученые из Московского физико-технического института совместно с коллегами из Института цитологии РАН, Объединенного института ядерных исследований и Университета Южной Флориды (США) изучили инактивированную форму белка актина. Это исследование поможет в понимании механизмов функционирования ядра живой клетки — органеллы, в которой сосредоточен наследственный аппарат, и в разработке новых методов терапии возрастных заболеваний.
Cell Biology
Microbiology
Molecular Biology
11 February 2024
Раскрыты особенности структурной и регуляторной эволюции генов человека
Ученые Сеченовского Университета и МФТИ впервые в мире сравнили скорость регуляторной и структурной эволюции отдельных генов, а также целых молекулярных путей, в которые вовлечены продукты многих генов. Исследование открыло ранее неизвестные особенности молекулярной эволюции генов человека, что впоследствии послужит основной для новых разработок, в том числе в поиске путей лечения различных заболеваний.
Evolution
Evolutionary biology
Genetics
Molecular Biology
7 February 2024
Соседние с опухолью клетки отличаются от здоровых клеток человеческого тела
Международный коллектив представил результаты исследования о воздействии раковых образований на соседние ткани. Ранее это воздействие детально не изучалось. Полученные данные помогут разработать более эффективные методы лечения онкологических заболеваний и создать лекарственные препараты нового поколения.
Cancer Research
Cell Biology
Molecular Biology
Oncology
24 January 2024