Впервые визуализирован процесс сборки белкового комплекса, участвующего в синтезе пуринов

04.04.200827330
Ученым из Университета штата Пенсильвания (The Pennsylvania State University), работающим под руководством профессора Стефана Бенковича (Stephen J. Benkovic), впервые удалось увидеть основные этапы синтеза пуринов - аденина и гуанина, – двух из четырех нуклеотидов, входящих в состав ДНК. Результаты исследования могут оказаться полезными в разработке новых средств для предотвращения деления раковых клеток с помощью подавления пуринового синтеза.

На культуре клеток одного из самых агрессивных видов рака человека - рака шейки матки, - для пролиферации которых необходима повышенная наработка пуринов, ученые продемонстрировали, что синтезу пуринов предшествует сборка комплекса из шести ферментов, из чего они заключили, что белки, входящие в состав комплекса, участвуют в синтезе пуринов.

В предыдущих работах белки такого комплекса были изучены по отдельности in vitro, а в настоящем исследовании ученым впервые удалось увидеть совместную работу белков комплекса в живых клетках.

В настоящей работе ученые исследовали белковые кластеры методом флуоресцентной микроскопии, при которой к интересующим молекулам присоединяют флуоресцентные («маркерные») белки, позволяющие наблюдать за исследуемыми веществами с помощью специального микроскопа. По словам одного из авторов исследования, профессора химии Эрин Шитс (Erin Sheets), - «это аналогично тому, как если бы Вы надели своему любимому футбольному игроку оранжевый шлем, чтобы Вам было бы проще наблюдать за его перемещением».

Ученые присоединяли флуоресцентные белки к ферментам, производимым клетками, которые выращивали в присутствии и отсутствии пуринов. Они обнаружили, что в отсутствие пуринов ферменты собирались в кластеры гораздо быстрее, чем в клетках, обеспеченных пуринами в достаточном количестве. Это позволило исследователям заключить, что исследуемые белки задействованы в формировании новых пуринов.


Светлым пятнам на фотографии соответствуют кластеры ферментов, участвующих в синтезе пуринов в клетках, которые выращивали в отсутствии пуринов.

Клетки могут производить новые пурины также из отработанных компонентов пуринов без участия исследуемых белковых комплексов: ученые не обнаружили формирования белковых кластеров в клетках, выращиваемых в присутствии пуринов. Исследователям удалось управлять ассоциацией и диссоциацией кластера ферментов с помощью изменения концентрации пуринов, доступных клеткам.

Однако не все клетки, которые выращивали без пуринов, содержали кластеры исследуемых ферментов. Ученые объясняют это тем, что сборка кластеров осуществляется только тогда, когда клетка нуждается в пуринах – при синтезе ДНК, происходящей на определенных этапах клеточного цикла. А поскольку исследованные клетки были не синхронизированы, т.е. находились в разных фазах клеточного цикла, ученые и не ожидали обнаружить репликацию ДНК во всех из них.

Пурины необходимы для репликации ДНК, происходящей при делении клеток, поэтому возможность остановки синтеза пуринов может стать неоценимым методом для разработки противоопухолевых препаратов. Раковые клетки нуждаются в повышенных количествах пуринов, поскольку они постоянно делятся. Если ученым удастся найти вещество, препятствующее сборке изученного кластера ферментов, то такое соединение позволит разработать противоопухолевые препараты нового поколения.

Статья Songon An et al. «Reversible Compartmentalization of de Novo Purine Biosynthetic Complexes in Living Cells» опубликована 4 апреля 2008 в журнале Science 4 April 2008: Vol. 320. no. 5872, pp. 103 - 106.

По материалам:
ScienceDaily

Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей