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Introspecção do atômico-nível do ganho dos cientistas no comportamento de uma proteína que promova o crescimento do cancro

O método reflexometry do nêutron deu a cientistas uma introspecção do atômico-nível no comportamento de Bcl-2, uma proteína que promovesse o crescimento cancerígeno da pilha. O estudo novo foi realizado por químicos de Umeå em colaboração com as instalações de investigação ESS e ISIS e é publicado na biologia das comunicações da natureza.

A função elevado da proteína deprotecção Bcl-2 da membrana pode promover o cancro e causar a resistência ao tratamento contra o cancro. Desenvolver uma compreensão da maneira que fizesse esta poderia informar a revelação de drogas anticancerosas.

Pode parecer contador-intuitivo, mas a morte celular é crucial à saúde total, e é controlada por uma série de proteínas da família Bcl-2.

Estas proteínas trabalham junto na superfície dos organelles intracelulares - as mitocôndria da membrana - para determinar o bem estar de uma pilha. Contudo, a superproduçao dos membros Bcl-2 deprotecção pode interromper este balanço delicado e inibir sinais para a morte celular. Isto pode fazer com que as pilhas cancerígenos continuem a crescer, e a não responder ao tratamento contra o cancro.

Contudo, como as proteínas da pilha-protecção e da pilha-matança da família Bcl-2 interactiva em seu ambiente intracelular da membrana não são compreendidas um com o outro inteiramente, desde que uma imagem de seus estrutura e comportamento neste ambiente não estava disponível.

Neste estudo, os pesquisadores usaram a combinação nova de reflectometry do nêutron (NR) e de espectroscopia NMR para estudar a proteína completo do ser humano Bcl-2 situada em seu ambiente original da membrana, fornecendo a introspecção nas características estruturais e dinâmicas chaves.

Igualmente o sócio na colaboração da pesquisa é Spallation europeu Source (ESS), uma facilidade internacional da ciência grande actualmente sob a construção em Lund, a Suécia, que usará nêutrons para a pesquisa dos materiais dentro por exemplo da química estrutural.

O Dr. Hanna Wacklin-Knecht, ESS e divisão da química física na universidade de Lund, contribuiu com experiência para aperfeiçoar amostras e condições da experiência assim como fornecer os lipidos deuterated para os estudos complementares na função de Bcl-2s que têm sido conduzidos mais tarde.

O projecto com professor Gröbner é um exemplo excelente de como a colaboração próxima com as instalações de investigação ESS e ISIS ajuda grupos de investigação novos a usar nêutrons em sua pesquisa de abertura de caminhos e os prepara para assentar bem em usuários adiantados de ESS. A colaboração foi feita a agradecimentos possíveis às concessões especialmente visadas do projecto do Conselho de Pesquisa sueco para promover a pesquisa do nêutron na Suécia.”

Hanna Wacklin-Knecht, cientista de vida, Spallation europeu Source

As experiências de NR foram executadas em colaboração com o Dr. Luke Clifton na instalação de investigação do nêutron e do Muon Source do ISIS em Oxfordshire, Inglaterra em um dos instrumentos principais no mundo para este tipo de experiência.

Estes estudos tornaram possível para que os pesquisadores de Umeå determinem a distribuição relativa da proteína Bcl-2 através da membrana. Os resultados mostraram que a proteína está na membrana um pouco do que na superfície, como pensaram previamente.

Experiências NMR os segmentos individuais olhados da proteína e seu comportamento na membrana, e sugerem que a parte da proteína que actua como um interruptor molecular está ligada, ou perto de, a relação da membrana.

Contudo, o corpo principal da proteína que obstrui sócios da pilha-matança é restrito dentro da membrana. Os resultados dos pesquisadores conduziram a uma descoberta significativa na compreensão de como Bcl-2 exerce sua função pilha-protectora a nível da membrana simplesmente inibindo proteínas da pilha-matança lá.

“Nós descobrimos o lugar e o comportamento da proteína Bcl-2 em sua membrana nativa. É uma descoberta, não somente em compreender a função deprotecção molecular de Bcl-2, mas igualmente seu papel notório nos cancros, fazendo desse modo a esta proteína um alvo principal na caça para terapias novas do cancro,” diz o professor Gerhard Gröbner, departamento de química na universidade de Umeå.

Nos estudos experimentais futuros, Gerhard Gröbner espera descobrir como a posição de Bcl-2 na membrana é relacionada à maneira que alerta a morte celular.

“Junto, nós planeamos agora desembaraçar o estado activo da proteína Bcl-2 quando travados em pleno acto das proteínas obrigatórias da pilha-matança na membrana.”

Source:
Journal reference:

Mushtaq, A. U., et al. (2021) Neutron reflectometry and NMR spectroscopy of full-length Bcl-2 protein reveal its membrane localization and conformation. Nature Communications Biology. doi.org/10.1038/s42003-021-02032-1.