Πώς ταξινομούνται οι πρωτεΐνες στο κελί; Η ερευνητική ομάδα λύνει αυτό το παζλ ηλικίας δεκαετίας

Οι πρωτεΐνες είναι απαραίτητες για σχεδόν κάθε διαδικασία στο κελί. Για να λειτουργήσουν σωστά, πρέπει να μεταφερθούν στις κατάλληλες θέσεις τους εντός του κυττάρου, μια διαδικασία που είναι γνωστή ως διαλογή πρωτεϊνών.

Για περισσότερο από μια δεκαετία, οι επιστήμονες έχουν προβληματιστεί για το πώς ορισμένες πρωτεΐνες, που ονομάζονται διαμεμβρανικές πρωτεΐνες, ταξινομούνται στη σωστή θέση. Αυτές οι πρωτεΐνες καλύπτουν την κυτταρική μεμβράνη, το εξωτερικό όριο του κυττάρου και παίζουν κρίσιμους ρόλους σε διάφορες κυτταρικές λειτουργίες όπως η επικοινωνία, η μεταφορά θρεπτικών ουσιών και η ανοσοαπόκριση.

Έρευνα από επιστήμονες στο Ινστιτούτο Βιοχημείας Max Planck στη Γερμανία, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature, έχει τελικά ρίξει φως σε αυτό το αίνιγμα. Χρησιμοποιώντας ένα συνδυασμό απεικόνισης ενός μορίου και υπολογιστικής μοντελοποίησης, η ομάδα ήταν σε θέση να αποκρυπτογραφήσει τους μοριακούς μηχανισμούς που διέπουν τη διαλογή διαμεμβρανικών πρωτεϊνών.

Κεντρική στην ανακάλυψή τους είναι η ταυτοποίηση ενός σήματος ταξινόμησης μέσα στις ίδιες τις διαμεμβρανικές πρωτεΐνες. Αυτό το σήμα, που αποτελείται από μια συγκεκριμένη διάταξη αμινοξέων, δρα ως ετικέτα διεύθυνσης που καθοδηγεί τις πρωτεΐνες στον καθορισμένο προορισμό τους εντός της κυτταρικής μεμβράνης.

Η ομάδα διαπίστωσε ότι αυτό το σήμα ταξινόμησης αναγνωρίζεται από ένα σύμπλεγμα πρωτεϊνών που ονομάζεται σύμπλεγμα Trapp, το οποίο δρα ως πύλη της κυτταρικής μεμβράνης. Το σύμπλεγμα Trapp συνδέεται με το σήμα ταξινόμησης και διευκολύνει την ενσωμάτωση των διαμεμβρανικών πρωτεϊνών στη κυτταρική μεμβράνη στη σωστή θέση.

Αυτός ο περίπλοκος μηχανισμός ταξινόμησης διασφαλίζει ότι οι διαμεμβρανικές πρωτεΐνες παρέχονται στα κατάλληλα κυτταρικά διαμερίσματα τους όπου μπορούν να πραγματοποιήσουν τις συγκεκριμένες λειτουργίες τους. Χρησιμεύει ως σημείο ελέγχου ποιότητας, αποτρέποντας την εσφαλμένη τοποθέτηση αυτών των κρίσιμων πρωτεϊνών, οι οποίες θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε κυτταρική δυσλειτουργία και ασθένεια.

Τα ευρήματα παρέχουν μια σημαντική ανακάλυψη στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι πρωτεΐνες ταξινομούνται μέσα στο κύτταρο, μια θεμελιώδη διαδικασία που παρέμεινε αόριστη για πολλά χρόνια. Αυτή η γνώση θα μπορούσε να ανοίξει τρόπους για την ανάπτυξη στοχοθετημένων θεραπειών για διάφορες ασθένειες που προκύπτουν από την παραπλανητική πρωτεΐνη ή τη δυσλειτουργία.