Дата публикации: 28 февраля 2020 г.

В ETH Zurich выяснили, как ферменты строят сахарные деревья

Исследователи использовали криоэлектронную микроскопию, чтобы впервые выяснить структуру и функцию очень маленького фермента, встроенного в клеточные мембраны. Этот фермент строит сложные сахарные деревья, которые впоследствии присоединяются к другим мембранным белкам. Полученные результаты могут ускорить разработку новых препаратов на основе белка.

Многие из мембранных белков в эукариотических клетках украшены сложными сахарными деревьями, называемыми гликанами. Помимо того, что эти сахарные деревья чрезвычайно разнообразны, они служат способом идентификации соответствующего организма, типа клетки или стадии ее зрелости. Например, различные группы крови у людей имеют разные гликаны.

Сложные сахара, которые присоединены к липидам, образуют особый класс гликанов. В биологии они известны как липид-связанные олигосахариды или LLO. LLO состоят из молекулы жира, встроенной в клеточную мембрану, и структуры сахара, которая распространяется либо в просвет клеточных органелл, либо внеклеточно.

Исследователи из Швейцарской высшей технической школы Цюриха ETH Zurich (Swiss Federal Institute of Technology in Zurich), Университета Берна (University of Bern) и Университета Чикаго (University of Chicago) выяснили структуру одного из ферментов, ответственных за образование LLO. 

Исследование опубликовано в последнем номере журнала Nature.

Рассматриваемый фермент, известный как ALG6, принадлежит к суперсемейству ферментов, которое исследователи называют гликозилтрансферазой категории C. Встроенные в клеточные мембраны, они связывают простые молекулы сахара с другими сахарами для создания сахарных деревьев. Они также связывают молекулы сахара с белками. В этом качестве гликозилтрансферазы играют несколько ключевых биологических ролей во всех видах организмов, от бактерий и грибов до высокоразвитых млекопитающих.

Это суперсемейство ферментов было давней загадкой для биологов, потому что его отдельные члены почти не имеют каких-либо структурных мотивов. Единственное, что у них общего, - это то, что они являются мембранными белками, которые переносят сахар от одной молекулы к другой, и что сахар, используемый для этого переноса, всегда связан с липидами.

Основываясь на структуре ALG6, группа во главе с профессором ETH Каспаром Лохером (Kaspar Locher) обнаружила, что члены этого семейства ферментов имеют модульную конструкцию. Их исследования показывают, что ALG6 и его родственники состоят из двух модулей: одного, структура которого сохраняется во время разработки, и второго, структурно изменяемого модуля.

«Мы считаем, что именно эта модульная конструкция помогла этим ферментам развиваться в разных направлениях и, в свою очередь, адаптироваться к большому разнообразию различных субстратов», - говорит Джоэл Блох (Joël Bloch), аспирант ETH и ведущий автор исследования.

Результаты, наконец, объясняют механизм, стоящий за семейством ферментов. «Наше исследование имеет далеко идущие последствия для клеточной биологии и для производства терапевтических веществ на основе гликобиологии», объясняет Блох. Эти идеи будут особенно ценными в разработке антител, которая в настоящее время представляет большой интерес для фармацевтической промышленности. Они также будут полезны для производства индивидуальных гликанов в целом, которые важны для терапевтических белков, таких как антитела.

Источник: ethz.ch

Гасанбекова Л. А. Оценка эффективности финансово-хозяйственной деятельности государственных унитарных предприятий Практическое пособие / Л. А. Гасанбекова, В. И. Никитина, Б. В. Сошников; под общ. науч. ред. канд. экон. наук О. А. Коробко. – М.: ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России, 2019. – 49 с. (ISBN 978-5-904670-54-2). Доступна электронная версия печатного издания.

Вопросы контроля хозяйственной деятельности и финансового аудита, национальной безопасности, системного анализа и управления Сборник материалов III Всеросс. науч.-практ. конф., г. Москва, 29 декабря 2017. – М.: ФГБНУ «Аналитический центр» Минобрнауки России, 2018. – 200 с. (ISBN 978-5-904670-53-5). Доступна электронная версия печатного издания.

открыть полный список изданий Центра →