Die Studie zeigt, wie sich bestimmte Proteine ​​versammeln, sobald sie synthetisiert werden

Proteine, die Säulen der zellulären Funktion, bauen häufig zu „Komplexen“ zusammen, um ihre Funktionen zu erfüllen. Eine Studie der University of Genf (Unige) und des Weizmann -Instituts in Zusammenarbeit mit dem Technion zeigt, warum diese Versammlung häufig während des Prozesses der Proteinsynthese oder „Geburt“ beginnt.

Diese frühen Wechselwirkungen umfassen Proteine, deren Stabilität von ihrer Assoziation abhängt. Sie können mit einem Paar verglichen werden, bei dem jeder Partner den anderen unterstützt. Dieses Modell ebnet den Weg für neue Strategien, um Assemblerfehler zu verstehen und zu korrigieren, die häufig mit Pathologien verbunden sind, einschließlich neurodegenerativer Störungen und bestimmter Krebsarten. Die Ergebnisse sind veröffentlicht in der Zeitschrift Zelle.

Proteine ​​sind große Moleküle, die aus einer Kette von Aminosäuren bestehen. Sie werden vom Ribosom produziert, einer zellulären „Maschine“, die die in Messenger -RNAs enthaltenen Anweisungen liest. Sobald das Protein gebildet ist, führen die Wechselwirkungen zwischen den Aminosäuren dazu, dass die Kette sich auf sich selbst zusammenfasst und eine bestimmte Struktur annimmt. Während einige Proteine ​​unabhängig voneinander funktionieren, müssen sich viele mit bestimmten Partnern in Komplexe zusammensetzen, um ihre Rollen zu erfüllen.

Die Bildung dieser Komplexe ist ein empfindlicher Prozess. Wenn Proteine ​​ihre Partner nicht finden oder falsch falten, kann dies zu zellulären Funktionsstörungen und Pathologien wie Alzheimer oder bestimmten Krebsarten führen. Bis vor kurzem glaubten Wissenschaftler, dass Proteine ​​nach vollständig synthetisierter (posttranslationaler Versammlung) nur Komplexe gebildet wurden.

Die jüngste Studie ergab jedoch, dass die Montage zwischen aufstrebenden Proteinen-Co-translationaler Assemblierung-weit verbreitet ist. Diese Studie identifizierte Tausende von Beteiligten von Proteinen, bestimmte jedoch nicht die spezifischen Proteinepaare oder die molekularen Signaturen, die dieser frühen Erkennung zugrunde liegen.

Tausende von Proteinstrukturen analysiert

Die Gruppe unter der Leitung von Emmanuel Levy, einer vollständigen Professorin der Abteilung für Molekular- und Zellbiologie an der UNIGE -Fakultät für Wissenschaft – in Zusammenarbeit mit der Gruppe von Ayala Shiber, einem Professor am Technion, konzentriert Die grundlegenden Prinzipien für die Selbstorganisation der Protein. Mit anderen Worten, diese Wissenschaftler wollen die allgemeinen Regeln der Proteinbaugruppe identifizieren.

Für diese Studie analysierte das Team eine Liste von Proteinen, die an der Co-translationalen Versammlung beteiligt waren. Indem sie ihre Strukturen mit denen von Proteinen vergleichen, die sich nach der Übersetzung zusammenbauen, konnten sie grundlegende Unterschiede zwischen diesen beiden Mechanismen festlegen

„Unsere Bioinformatikanalysen haben gezeigt, dass Proteine, die mit ihren Partnern interagieren, und gleichzeitig synthetisiert werden, wenn sie isoliert sind. Diese Proteine ​​sind von ihren Partnern abhängig und wenn sie es nicht finden, nehmen sie eine falsche Form an und werden verschlechtert“, erklärt Saurav Mallik, Mallik,,,, ein Forscher am Weizmann Institute und Co-First Autor der Studie.

Ein Vorhersagemodell

„Mit diesem Ansatz haben wir ein Modell entwickelt, das auf einem großen Korpus struktureller Daten basiert und sowohl experimentell bestimmte Strukturen als auch die von der künstlichen Intelligenz-Software alphafold vorhergesagten strukturellen Eigenschaften eines Komplexes verwendet hat, um vorherzusagen, ob es sich -translational „Fügen Sie Johannes Venezian und Arseniy Lobov hinzu, die gemeinsamen Autoren der Studie. Die Wissenschaftler stellten insbesondere fest, dass Bindungsstellen früh in diesen Proteinen freigelegt sind, sodass sie kurz nach dem Auftauchen aus dem Ribosom mit ihrem Partner interagieren.

Diese Vorhersagen wurden unter Verwendung von experimentellen Daten validiert, die sich auf mehrere Proteine ​​konzentrierten. „Diese Ergebnisse ebnen den Weg für ein besseres Verständnis der Proteinbaugruppe in den Zellen und unterstreichen den globalen Einfluss der Proteinstruktur auf die Regulation ihrer Synthese“, sagt Levy.

Viele Krankheiten, einschließlich neurodegenerativer Erkrankungen und bestimmten Krebsarten, sind mit fehlgefalteten Proteinen oder defekten Komplexen verbunden. Durch das Verständnis der Regeln der co-translationalen Versammlung könnten Wissenschaftler Strategien entwickeln, um diese Fehler zu verhindern und neue therapeutische Ansätze zu entwerfen, um sie zu korrigieren.