Tajemství „kontroly kvality“ proteinů rozřešeno
V on‑line verzi časopisu Nature byla publikována práce výzkumníků institutu Scripps (La Jolla, Kalifornie, USA) M. H. Bengstona a C. A. P. Joazeira, jimž se podařilo vyřešit letité tajemství, jak buňky kontrolují kvalitu nově vytvářených bílkovin a eliminují toxické účinky eventuálních poruch při jejich produkci (Role of a ribosome‑associated E3 ubiquitin ligase in protein quality control. Nature, 2010, DOI:10.1038/nature09371).
Zajímavý teoretický poznatek, jak eukaryotické organismy včetně člověka odhalují a likvidují tzv. nonstop proteiny v ribosomech jako produkčních jednotkách bílkovin, může mít konkrétní klinické dopady v lepším pochopení i dokonalejší léčbě řady neurodegenerativních onemocnění. Podle „centrálního dogmatu“ biologie je na počátku procesu produkce proteinů DNA, která poskytuje „výrobní program“, a na konci RNA tento program realizující.
Ve zdravých buňkách překládají kód přenášený messengerovou RNA (mRNA) ribosomy, a umožňují tak stavebním buňkám bílkovin – aminokyselinám – spojovat se v pořadí příslušném specifickému proteinu. Někdy ovšem může dojít k defektu a organismus musí mít mechanismus schopný jej napravit. Pokud se to nepodaří, aberantní proteiny se začnou hromadit a vytvářet agregáty s potenciálně škodlivými účinky na určité typy neuronů.
Výsledkem mohou být neurodegenerativní choroby, jako je např. Alzheimerova či Parkinsonova nemoc. Za zmíněným účelem existuje v mRNA „terminační kodon“, který jednak signalizuje ribosomu konec příslušné kódovací skevence mRNA, a tedy pokyn k ukončení produkce proteinu, jednak podporuje uvolňování vytvořené bílkoviny do buněčné cytoplazmy, aby tam mohl plnit své biologické funkce. Živé organismy však musejí být připraveny i na situace, kdy terminační kodon v mRNA chybí, a být schopny takovou defektní mRNA a jí produkované aberantní proteiny likvidovat.
U bakterií se tyto mechanismy podařilo odhalit zhruba před patnácti lety (nonstop proteiny jsou označeny markery nazývanými tmRNA nebo ssrA, které pak vedou k jejich destrukci), u složitějších organismů včetně lidského zůstávaly až do nynějška tajemstvím.
Bengston s Joazeirem zjistili, že u vyšších organismů jde co do mechanismu o odlišný, avšak konceptuálně analogický proces, zprostředkovaný ligázou ubikvitinu listerinem (Ltn1). Právě listerin je tedy oním chybějícím článkem, jejž vědci tak dlouho hledali. Váže se na ribosomy a „značkuje“ nascentní nonstop proteiny molekulami ubikvitinu, což je známý signál pro destrukci proteinů v eukaryotických organismech.
Zdroj: Medical Tribune