Biologia molecolare: Designer di fabbriche di proteine ​​esposto

Giugno 16, 2016 Admin Salute 0 1
FONT SIZE:
fontsize_dec
fontsize_inc

Attivamente cellule in crescita devono sintetizzare grandi quantità di proteine, che a sua volta richiede un gran numero di impianti di produzione di proteine, le cosiddette ribosomi. I ribosomi stessi costituiti da proteine ​​montati su una struttura di RNA ribosomiale. La seconda rappresenta il 60% del RNA nelle cellule, e sono sintetizzati dal enzima polimerasi RNA I (Pol I). In assenza di RNA ribosomiale, la sintesi proteica non può avvenire. Pol I è quindi un pacemaker centrale per la crescita cellulare, e iperattivazione aberrante di biogenesi dei ribosomi è una caratteristica di molti tipi di cancro.

Nonostante il suo ruolo centrale nella cellula, la struttura dell'enzima è rimasta scarsamente compreso. Come una macchina molecolare molto grande e molto complesso, Pol mi ha finora dimostrato resistente alle analisi strutturali ad alta risoluzione convenzionali. Ma in un tour-de-force tecnica, il professor Patrick Cramer - Direttore del Centro di Gene LMU - e il suo team hanno ora rivelato la sua architettura dettagliata. In un articolo sull'ultimo numero di Nature, i ricercatori descrivono la completa struttura tridimensionale di Pol I - a una risoluzione che permette non solo loro di localizzare tutti i suoi 14 subunità, ma anche per definire le posizioni dei suoi circa 35.000 (non-idrogeno) atomi. Il modello risultante fornisce approfondimenti dettagliati in modo dell'enzima di azione.




I raggi X delucidazioni su struttura cristallina

"La svolta decisiva è stato il risultato di 10 anni di duro lavoro, che ci ha insegnato come crescere cristalli di alta qualità di enzima che erano suscettibili di analisi strutturale ad alta risoluzione diffrazione di raggi X. La dimensione e la complessità di Pol ho fatto questo un compito molto difficile ", come spiega Cramer. I cristalli sono composti da molte copie del complesso Pol I, simmetricamente disposti in una struttura reticolare. Quando un tale cristallo è esposto ad un fascio di raggi X, parte della radiazione viene deviato da atomi nelle molecole proteiche disposte regolarmente. I raggi dispersi possono potenziare o interferire tra loro, dando luogo a caratteristici di diffrazione che può essere catturato sulla pellicola. Analisi matematica del modello e l'intensità dei punti di diffrazione permette quindi la disposizione spaziale degli atomi nel complesso proteico da ricostruire.

I risultati delle analisi hanno rivelato alcune differenze strutturali interessanti tra Pol I e ​​il relativo RNA polimerasi II (Pol II), che è responsabile della sintesi degli RNA messaggeri che agiscono come i progetti immediati per la sintesi proteica. Cramer ha determinato la struttura di Pol II nel 2000, mentre era un postdoc presso la Stanford University in California.

Un caso aperto e-shut

Tra le altre cose, Pol I diverso da Pol II ad avere diversi elementi aggiuntivi nel suo centro attivo, che sono coinvolti nella regolazione dell'enzima. Modulando la forma dell'ingresso al sito attivo (che si trova in una profonda fenditura) che consentono di adottare un "aperto" o una conformazione "chiuso". Si scopre che l'enzima è inattivo nello stato "aperto". I ricercatori suggeriscono che questo fenomeno permette attività Pol I essere inibito, impedendo così la crescita incontrollata delle cellule e la proliferazione. È concepibile che questo meccanismo potrebbe servire come bersaglio per lo sviluppo di nuovi farmaci che potrebbero ritardare la crescita di tumori. Così la nuova struttura potrebbe indicare la strada per nuovi agenti per il trattamento del cancro.

"Con questo interruttore conformazionale tra stati inattivi e attivi, ci sembra di aver inciampato su un meccanismo generale che regola l'espressione dell'informazione genetica nella cellula", spiega Cramer. Lui ei suoi collaboratori ora rivolgere la loro attenzione al problema di come le polimerasi riconoscono i rispettivi geni bersaglio, con l'obiettivo di capire come polimerasi relative sono diventati specializzata per la produzione di classi funzionalmente distinte di RNA. Il loro scopo finale è quello di descrivere la sequenza completa di eventi che porta all'attivazione di un gene solo quando il suo prodotto è richiesto nella cella in questione.

(0)
(0)

Commenti - 0

Non ci sono commenti

Aggiungi un commento

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Caratteri rimanenti: 3000
captcha