El estudio destapa cómo organismos más simples manejan el reciclaje de proteínas incompletas

Nuestras células de proceso para los genes de transformación en las proteínas útiles trabajan como una planta de la fabricación del fábrica de automóvil; hay diagramas esquemáticos, piezas, trabajadores, motores, sistemas del control de calidad y las dotaciones incluso del reciclaje. Si el proceso de reciclaje de la célula vacila, los fragmentos anormales de la proteína acumulan, potencialmente causando la muerte celular. En células nerviosas, el proceso se conecta a una variedad de enfermedades neurodegenerative, incluyendo el ALS y la demencia.

Un nuevo estudio del laboratorio de Claudio Joazeiro, doctorado, publicado en línea en la célula del gorrón el 30 de mayo, destapa cómo organismos más simples--bacterias y archaea--maneje el reciclaje de proteínas incompletas. Los descubrimientos no sólo ofrecen las nuevas direcciones para luchar la virulencia de algunos de los patógeno más peligrosos de la humanidad, incluyendo listeriosis, staph y estreptococo, tienen implicaciones para nuestra comprensión de cómo la vida sí mismo se desarrolló.

El grupo de Joazeiro encontró que el mecanismo no es tan diferente a partir la una que destaparon previamente en la instalación, animal y fungicida células.

“Sabemos que como las células están haciendo las proteínas, este proceso es de vez en cuando parado debido a los desvíos,” decimos a Joazeiro, que tiene citas comunes en el departamento de la investigación de Scripps del remedio molecular en Júpiter, la Florida, y el centro para la biología molecular de la universidad de Heidelberg, en Alemania.

Uno de los problemas con esto es que la acumulación de proteínas parcialmente formadas puede ser tóxica. Tan en nuestro laboratorio, estamos preguntando cómo haga las células detectan esto, y cómo desmontan estas proteínas y reciclan los bloques huecos?”

Joazeiro, departamento del remedio molecular, investigación de Scripps

Los organelos llamaron servicio de los ribosomas como los motores del proteína-montaje dentro de las células. Si se atascan durante el proceso de juntar las piezas--aminoácidos--las células tienen una variedad de sistemas para responder. En ser humano y otras células eucarióticas, cuando un ribosoma atasca, los factores del salvamento lo partieron abierto. Una proteína llamada Rqc2, también conocido como NEMF, empinadura hacia adentro y recluta otra proteína--la ligasa Ltn1 del ubiquitin, también llamada listerin. El laboratorio de Joazeiro descubrió previamente que Ltn1 marca el fragmento truncado de la proteína en los ribosomas con una etiqueta de la destrucción llamada ubiquitin. Las sierras de la proteasa entonces manejan la demolición.

Subrayando la importancia de este proceso de reciclaje, Joazeiro descubrió en 2009 que las mutaciones en Ltn1 pueden causar la muerte de las células nerviosas en ratones, dando por resultado ALS-como síntomas. Las bacterias se han relacionado, pero sistemas algo más directos para dirigir pararon los ribosomas y sus fragmentos de la proteína, según el parte de la célula. Estudiando la bacteria B. subtilis, las personas de Joazeiro encontró que Rqc2 sí mismo marca el fragmento de la proteína con una bandera--un polímero hecho de la alanina del aminoácido. Así señalado por medio de una bandera, las proteasas vienen cortar el fragmento malo.

Los estudios anteriores habían sugerido que en algunas bacterias patógenas, las proteínas Rqc2 tenían un diverso trabajo, uno que funcionó fuera de la célula, ayudando a la fijación los microbios a los ordenadores principal.

“Hemos encontrado que ésta no es la historia completa,” Joazeiro dice. “Rqc2 desempeña un papel más fundamental dentro de las células bacterianas.”

El paso siguiente será descubrir si la virulencia defectuosa de las variedades del strep que faltan Rqc2 es sobre todo una consecuencia de su falla de reciclar fragmentos de la proteína dentro de la célula. Pues las variedades cada vez mayores de patógeno desarrollan resistencia de la multi-droga a los antibióticos, la virulencia bacteriana de comprensión puede probar especialmente necesario.

Igualmente importante para Joazeiro es la realización que Rqc2 sirve como fósil molecular de “vida”, iluminando nuevos discernimientos sobre el organismo ancestral antiguo que emergió hace unos 4 mil millones años para formar la misma base del árbol de la vida que se desarrolló en la biodiversidad del planeta hoy.

“Poco después de las células inventadas cómo hacer las proteínas, también fueron hechas frente con la determinación de cómo tratar de las proteínas incompleto hechas,” Joazeiro dice. “Los análisis sugieren que un homólogo Rqc2 en el antepasado común universal pasado realizara ya esta tarea.”

Además de Joazeiro autor importante, los autores del estudio, las “colas de la alanina hacen señales proteólisis en control de calidad Ribosoma-Asociado bacteriano,” eran Tina Mueller, George Tsaprailis y Christina Chiang de la investigación de Scripps en Júpiter, la Florida; Iryna Lytvyenko, Helge Paternoga, Ana Thrun y Simon Anders de la universidad de Heidelberg en Alemania; Annika Balke y cristiano Spahn del instituto de la física y de la biofísica médicas en Berlín, Alemania; Katja Nagler e Ilka Bischofs de la universidad de Heidelberg y el Max Planck Institute para la microbiología terrestre en Marburgo, Alemania, y Julia Maupin-Furlow de la universidad de la Florida en Gainesville, Fla.

Fuente:

Instituto de investigación de Scripps

Referencia del gorrón:

Lytvynenko, 2019) alaninas del I. y otros (ata proteólisis de la señal en control de calidad Ribosoma-Asociado bacteriano. Célula. doi.org/10.1016/j.cell.2019.05.002.