Ряд нейродегенеративных заболеваний человека, включая болезнь Альцгеймера, Паркинсона и Хантингтона, и старение связаны с накоплением в клетках атипичных агрегированных белков. Этот клеточный «мусор» можно убрать с помощью лизосом — специальных структур, участвующих в обеспечении круговорота веществ в клетке.

Учёные из института биохимии общества Макса Планка в Мартинсриде (Германия) открыли новое семейство специальных белков-помощников.

Они распознают помеченные клеточные белковые отходы и ведут их к лизосомам, где происходит разрушением данных отходов и последующая утилизация остатков, пригодных для повторного использования.

Результаты исследования, полученные специалистами института Макса Планка, опубликованные в журнале Cell, принципиально важны для нашего понимания того, каким образом клетки устраняют накопившиеся в них отходы. Более того, результаты проведённого исследования могут лечь в основу создания новых способов борьбы с нейродегенеративными заболеваниями.

Белки — это сложные соединения, которые обеспечивают нормальное функционирование клеток в организме. Они образованы цепями аминокислот, приобретающими определённые трёхмерные формы (третичные структуры). Третичная структура обуславливает функции белковой молекулы.

Так как образование третичных структур, а так же их поддержание в высокой степени чувствительно к стрессу, клеточному или вызванному факторами окружающей среды, белки могут неправильно свернуться в третичную структуру или сформировать агрегаты. Данные нежелательные белковые отходы могут оказывать токсичное действие на клетки, в ряде случаев вызывая их гибель. Так как ряд нейродегенеративных заболеваний человека, как известно, связывают с накоплением атипичных белковых агрегатов, важно понимать то, как клетки удаляют накопившийся мусор. Такое знание принципиально необходимо для создания стратегий профилактики и лечения нейродегенеративных заболеваний.

Сотрудники лаборатории Штефана Йентча (Stefan Jentsch) института биохимии общества Макса Планка успешно использовали дрожжи Saccharomyces cerevisiae для скрининга путей удаления клеточных отходов. Кефень Лу (Kefeng Lu) открыл новый класс хелперных белков — CUET.

Данные белки выявляются как у дрожжей, так и у человека. Они распознают клеточные отходы, маркированные на удаление путём присоединения специальной метки — убиквитина. Важно отметить, белки CUET транспортируют клеточные отходы к лизосомам по пути автофагии. Учёные общества Макса Планка смогли так же показать, что токсичные белки, относящиеся к атипичным агрегатоформирующим протеинам — хантингтинам пациентов с болезнью Хантингтона, эффективно разрушаются в рамках обнаруженного пути.

Более того, данный путь, похоже, специфичен для агрегированных белков наподобие хантингтинов. Вероятно, это наиболее эффективный путь ликвидации клеточных отходов по сравнению с ранее обнаруженными.

Так как выявленные механизмы работают в организме дрожжей, учёные могут исследовать их в полной мере.

Детальный их анализ принципиально необходим для понимания того, как агрегатоформирующие белки ведут к развитию болезней человека. Более того, он может помочь создать эффективные способы предупреждения данных заболеваний.