Avertissement : Cette page est une traduction automatique de cette page à l'origine en anglais. Veuillez noter puisque les traductions sont générées par des machines, pas tous les traduction sera parfaite. Ce site Web et ses pages Web sont destinés à être lus en anglais. Toute traduction de ce site et de ses pages Web peut être imprécis et inexacte, en tout ou en partie. Cette traduction est fournie dans une pratique.

Les chercheurs déterminent les interactions atomiques qui stabilisent les protéines phase-changeantes

La plupart des protéines bien étudiées dans nos fuselages sont comme le métal ; certains peuvent se déformer facilement, comme le papier d'aluminium, et d'autres sont rigides, comme les faisceaux en acier, mais elles ont type une structure solide et bien définie. Beaucoup d'autres protéines essentielles sont plutôt l'eau -- capable changer la phase du liquide en glace solide.

Une de ces protéines phase-changeantes importantes est FUS appelé. En cellules saines, les contacts de FUS entre flotter diffusément et se condenser dans les gouttelettes liquides avec d'autres protéines pour effectuer, éditent et livrent les modèles pour la production de protéine. Cependant, le FUS a également une phase « solide » ou d'ensemble qui a été trouvée dans certains avec des cas sévères de sclérose latérale amyotrophique (ALS) et d'un type de démence frontotemporal appelée de démence.

Une équipe de recherche aboutie par Nicolas Fawzi, un professeur agrégé dans le service de la pharmacologie moléculaire, de la physiologie et de la biotechnologie chez Brown University, avait l'habitude une combinaison des techniques pour déterminer les interactions atomiques qui stabilisent le liquide, pourtant « a condensé » la phase du FUS.

Ce que nous voulons comprendre est les détails atomiques de ces interactions de sorte que nous sachions ce qu'un peu les demandes de règlement seraient importantes pour des ALS et d'autres maladies. D'abord nous devons connaître les différences structurelles entre la forme normale et la forme de la maladie, ainsi nous savons où mettre dans une clé pour l'arrêter. Nous ne pouvons pas concevoir un médicament pour gripper à quelque chose quand nous ne savons pas à ce que ressemble il. »

Nicolas Fawzi, auteur Co-Correspondant, affilié avec l'institut de Carney pour la science du cerveau

Les découvertes étaient publiées lundi 1er juillet, en nature de tourillon structurelle et biologie moléculaire.

Fawzi a dit que vous pouvez penser aux gouttelettes liquides condensées que le FUS peut former dans des cellules en tant qu'en quelque sorte comme la condensation cette des formes sur une glace froide un jour humide. Les gouttelettes d'eau et l'air humide contiennent des molécules d'eau, mais elles ont lieu en phases distinctes.

En plus de son implication dans les ALS -- Lou Gehrig's Disease couramment appelé -- la région désordonnée du FUS est connue pour être associée à quelques types de cancer comprenant le sarcome d'Ewing, Fawzi a dit. En fait, l'acronyme FUS représente protégé par fusible dans le sarcome.

Utilisant une combinaison de la spectroscopie (NMR) de résonance magnétique nucléaire, de la spectroscopie de Raman et de la modélisation numérique, l'équipe de Fawzi comprenant l'étudiant au doctorat Anastasia Murthy, l'auteur important de Brown sur l'étude, constatée que les interactions entre une région désordonnée de FUS dans les gouttelettes liquides condensées sont tout à fait diverses et dynamiques, il a dit. Le FUS ne forme aucun élément structurel traditionnel. Cependant, interactions atomiques multiples -- y compris ceux a formé par des acides aminés spécifiques dans la protéine, à savoir glutamine et tyrosine -- mettez à jour la nature condensée pourtant désordonnée du FUS.

La connaissance de ces interactions moléculaires -- ce qui sont distincts des interactions pendant la phase totale neurodegeneration-associée -- la force soit employée un jour pour guider le développement de la thérapeutique qu'une totalisation maladie-associée plus de derrière ou supportent les interactions de phase condensées par normale.

Supplémentaire, la combinaison de l'équipe de Fawzi de techniques utilisée pour découvrir les interactions atomiques du FUS pourrait être employée par d'autres scientifiques étudiant les protéines intrinsèquement désordonnées qui forment également le liquide ou le solide a condensé des formes, telles que Huntington, Parkinson, maladies de prion et diabète de type II en plus des ALS.

« Nous avons fait ces expériences RMN d'une manière dont neuve nous a permis de regarder expressément quels atomes en une protéine agissent l'un sur l'autre avec des atomes en une autre protéine de FUS, » Fawzi a dit. « Je compte que les gens commenceront à faire des expériences comme ceci parce qu'il fournit plus d'affirmation et de petit groupe sur les contacts entre les protéines intrinsèquement désordonnées. Les protéines désordonnées font tout sortes de choses importantes, et nous ne savons pas réellement elles fonctionnent normalement. Quand elles vont mal, nous réellement ne savons pas que se passe-t-il. »

Régimes de Fawzi pour continuer d'étudier le FUS. Particulièrement, il veut étudier la protéine entière, pas simplement la région intrinsèquement désordonnée qui était l'orientation primaire de cet article, dans des éprouvettes ainsi qu'en cellules vivantes. Il planification également pour appliquer cette combinaison des techniques pour continuer d'étudier les interactions moléculaires d'autres protéines désordonnées neurodegeneration-associées telles que hnRNPA2 et TDP-43.

En plus de Fawzi et de Murthy, d'autres auteurs sur l'article incluent Gregory Dignon, Gül Zerze et Jeetain Mittal de l'Université de Lehigh qui a conduit la modélisation d'ordinateur ; et Yelena Kan et Sapun Parekh d'Université du Texas chez Austin qui a abouti la recherche en matière de spectroscopie de Raman.

Source:
Journal reference:

Murthy, C. et al. (2019) Molecular interactions underlying liquid−liquid phase separation of the FUS low-complexity domain. Nature Structural and Molecular Biology. doi.org/10.1038/s41594-019-0250-x .