Scripps Tutkimus Instituutin [The Scripps Research Institute (TSRI)] tutkijat ovat selvittäneet äskettäin löydetyn Ltn1-laadunvarmistusproteiinin rakenteen. Ltn1-proteiinia on kaikissa sienissä, kasveissa ja eläimissä. Tutkimus on julkaistu PNAS-tiedelehdessä.
"Jotta voisimme paremmin ymmärtää Ltn1:n toimintamekanismin, meidän oli piti selvittää sen rakenne, ja juuri sen me olemme tehneet," kertoo apulaisprofessori Claudio Joazeiro.
Ltn1-proteiini kiinnitti biologien huomion joitakin vuosia sitten, kun Novartis-Phenomix yhteistyöprojektin tutkijat havaitsivat tuntemattoman mutaation aiheuttavan normaaleina syntyneissä hiirissä vähittäin etenevän halvauksen. Joazeiro yhdessä Novartisin tutkimusryhmän kanssa raportoi v. 2009, että mutatoitunut geeni koodaa E3 ubikitiini-ligaasi tyyppistä entsyymiä ja että hiiren oireet johtuivat ALS:n kaltaisesta liikehermosairaudesta.
Joazeiro yhdessä Mario H. Bengtsonin kanssa havaitsivat, että entsyymi toimi solun proteiinisynteesikoneiston eli ribosomin laadunvarmistuksessa. Toisinaan ribosomiin tulee virheellisiä geneettisiä ohjeita, joista syntyy tietynlaisia epänormaaleja proteiineja ns. nonstop proteiineja, jotka saavat aikaan ribosomin jumiutumisen. Ltn1 korjaa jumiutuneet ribosomit merkitsemällä non-stop proteiinit ubikitiini-molekyyleillä. Ubikitiini on osoitelappu, joka ohjaa proteiinin tuhottavaksi proteasomissa.
"Mutta kysymys kuului: kuinka Ltn1 tekee sen?", Joazeiro kertoo.
Analyysi paljasti, että Ltn1 on pitkulainen kaksi liitososaa sisältävä erittäin joustavarakenteinen proteiini, jolla on kaksi aktiivista päätä, N-terminaali ja C-terminaali. "Me oletamme, että N-terminaali on ribosomiin liittyvä pää ja C-terminaali huolehtii ubikitiinin liittämisestä nonstop-proteiiniin. Uskomme, että proteiinin joustavaa rakennetta tarvitaan ribosomiin jumiutuvien erilaisten nonstop-proteiinien käsittelyyn," tutkija Dmitry Lyumkis toteaa.
Seuraavaksi tutkijat aikovat selvittää Ltn1:n eri segmenttien rakenteen, jotta entsyymistä voitaisiin valmistaa atomitason malli. Sen lisäksi he haluavat selvittää Ltn1:n rakenteen sillä hetkellä, kun se on kiinnittyneenä ribosomiin ja operoi nonstop-proteiinin kanssa. Joazeiro muistuttaa, että tyypillisessä hiivasolussa on 200 000 ribosomia, mutta se tarvitsee vain 200 Ltn1-proteiinia laaduntarkastukseen normaalissa kasvuympäristössä. "Jotenkin tämä entsyymi kykenee tehokkaasti havaitsemaan jumiutuneet ribosomit ja me uskomme, että Ltn1:n ja ribosomin liityntämekanismin selvittäminen auttaa meitä ymmärtämään kuinka tämä tapahtuu," Joazeiro sanoo.
Ltn1-proteiini tekee solussa erittäin tärkeää laadunvarmistustyötä. Se ei ole solun ainoa laadunvarmistusta hoitava proteiini. Proteiinien laskostumista valvovat ja auttavat kaperonit tekevät myös solun normaalin toiminnan kannalta huipputärkeää työtä. Kuinka darwinistisella mekanismilla on voinut kehittyä solu, koska sen normaali toiminta vaatii luotettavasti toimivan monipuolisen laadunvarmistusjärjestelmän? Keskeneräisestä laadunvarmistusjärjestelmästä ei ole juurikaan hyötyä. Kahta yleistä laatua - sutta ja sekundaa - syntyy solun kannalta liian paljon.
Myös Ltn1:n monet konformaatiot (erilaiset muodot) on mielenkiintoinen piirre. Ltn1 ei siis itse laskostu vain johonkin yhteen funktionaaliseen muotoon, vaan se kykenee vaihtelemaan muotoaan monin eri tavoin, aina tilanteen vaatimalla tavalla. Kuinka evoluutio olisi voinut tuottaa tällaisen proteiinin? On varmasti erittäin epätodennäköistä, että monipuolisesti muuntaumiskykyinen proteiini olisi syntynyt pienin askelin mutaatioiden ja luonnonvalinnan tuloksena. Kaiken lisäksi tämän huippuhienon proteiinin ja solun toisen hämmästyttävän molekyylikoneen - ribosomin - välille on täytynyt kehittyä saumaton yhteistyö.
Lähde:
http://www.scripps.edu/news/press/2013/20130114joazeiro-carragher.html
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti