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La ricerca delucida come i chaperon video “la promiscuità selettiva„ per le proteine specifiche

Un gruppo dei ricercatori all'università di Massachusetts Amherst ha annunciato un nuovo avanzamento importante nella comprensione come le nostre informazioni genetiche finalmente traducono in proteine funzionali; una delle particelle elementari di vita umana. La ricerca, recentemente pubblicata negli atti dell'Accademia nazionale delle scienze (PNAS), delucida come i chaperon video “la promiscuità selettiva„ per le proteine specifiche; i loro “clienti„ -; serviscono. Questi beni permettono loro di svolgere un ruolo essenziale nel mantenimento delle celle in buona salute e sono un passo avanti nella comprensione delle origini di una miriade di malattie umane, da cancro a ALS.

Ci sono quattro “lettere„ nel codice lineare del DNA: A, C, G e T. Con i trattamenti complessi di trascrizione, seguiti da sintesi delle proteine e definitivo da folding proteico, quei quattro, trasformare bidimensionale una lettera 20, ricetta tridimensionale delle lettere per le proteine. Per lo più, questo impianti trattati perfetto e le nostre celle possono costruire uniformemente e riprodurrsi. Ma quando qualcosa va storto, i risultati possono essere catastrofici. Fortunatamente, le celle contano su un controllo di qualità rigoroso per stampare in offset le conseguenze devastanti.

Il trattamento della folding proteico, durante cui una catena degli amminoacidi presuppone la sua forma definitiva come proteina, può essere particolarmente carico. I ricercatori lungamente hanno saputo che le molecole speciali hanno chiamato i chaperon pastore di guida la proteina nella sua forma definitiva e corretta. Questi “chaperon„ possono capire quali proteine sono a rischio di essere deformato e possono poi prestare che guida supplementare della proteina. Ma quanto fanno esattamente il loro lavoro è stato capito male: “I chaperon fanno un certo genere di magia,„ dice Alexandra Pozhidaeva, autore del co-cavo del documento che ha contribuito a questo studio come socio di ricerca postdottorale a UMass Amherst ed è corrente un collega postdottorale a salubrità di UConn. “Che cosa abbiamo fatto è rivelare i meccanici dietro il trucco.„

Il trucco è che, sebbene ci sia decine di migliaia di proteine differenti in nostre celle, ciascuna con una forma differente e funzione, là è ben meno chaperon.

“Come è,„ chiede Lila Gierasch, professore distinto della biochimica e della biologia molecolare a UMass Amherst e l'autore senior del documento, “che gli stessi chaperon possono aiutare molte proteine differenti?„ La risposta si trova in cui gli autori chiamano la promiscuità selettiva dei chaperon “.„

Il gruppo ha contato sulle risorse di avanguardia e interne dell'istituto di UMass Amherst per le scienze biologiche applicate per una combinazione novella di cristallografia a raggi x, che rende un'istantanea ad alta definizione ma statica incredibilmente dettagliata dell'interazione del chaperon con il suo cliente della proteina e sull'a risonanza magnetica nucleare, che può catturare un più pieno, maschera più dinamica di questo trattamento complesso. Il gruppo ha concentrato i loro sforzi su una famiglia specifica del chaperon conosciuta come il Hsp70s. Hsp70s, secondo co-cavo Rachel Jensen autore, uno studente non laureato di UMass quando ha condotto questa ricerca ed ora un dottorando a Berkeley, sono fra il più importante dei chaperon perché “effettuano una vasta gamma di ruoli critici all'interno della cella e contribuiscono ad eseguire molte funzioni cellulari cruciali.„

Considerando che i ricercatori precedenti usati artificialmente hanno accorciato le catene della proteina, il gruppo ha usato le catene molto più lunghe per studiare come interazione di Hsp70 con i loro clienti.

Abbiamo studiato un molto più sistema complesso. Potevamo studiare in laboratorio qualcosa che mimi che cosa accade nei nostri organismi.„

Eugenia Clerico, autore del co-cavo e professore di ricerca di biochimica e di biologia molecolare a UMass

Che cosa hanno scoperto è quei Hsp70s è entrambi promiscuo; possono assistere molte proteine differenti; ma anche selettivo: l'intervallo delle proteine che possono lavorare con è limitato. Ulteriormente, Hsp70s “colto„ ambidestro: possono identificare che la proteina incatena per aiutare leggendo le loro sequenze da sinistra a destra, o destra a sinistra.

Non solo è questa innovazione un avanzamento nella nostra comprensione di come le celle restano in buona salute, ha applicazioni nell'ambiente. “Hsp70s,„ dice Gierasch, “sono compresi in tante malattie patologiche, da cancro a Alzheimer ed il host Hsp70s è sfruttato dai parassiti e dai virus. Capendo come il lavoro di Hsp70s può aiutarci a sviluppare le strategie terapeutiche contro queste malattie terribili.„

Source:
Journal reference:

Clerico, E.M., et al. (2021) Selective promiscuity in the binding of E. coli Hsp70 to an unfolded protein. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2016962118.