Geometriai katalízis, mint a sejthasadás mechanizmusa - Cuaderno de Cultura Científica
UPV/EHU kutatás
Az UPV/EHU Biofizikai Egységének membránnanomechanikai csoportja által vezetett tanulmány lehetővé tette a sejtmembránok kivágásáért felelős fehérje működésének jellemzését. A tanulmány eredményei, megjelent: Tudomány, Lehetővé teszik számunkra, hogy új perspektívából lássuk a sejtélet alapvető mechanizmusait, például a sejtmembránok fúzióját és kivágását. Ezenkívül a kidolgozott módszertan segít a különböző neuromuszkuláris rendellenességek diagnosztizálásában.
A sejteknek egy sor speciális fehérje van, így membránjaik egyesülhetnek (összeolvadhatnak) vagy elválhatnak (hasadás) anélkül, hogy elveszítenék a külső környezettel szembeni védő szerepüket. Ezen speciális fehérjék egyike a fehérjedinamin, amely felelős az endocita vezikulák nyakának összehúzódásáért és hasadásáért. A dinamin két fő jellemzője: képessége, hogy nagy görbületű membránokon (vezikulák nyakán) gyűljön össze, és GTPáz aktivitása, vagyis a GTP molekulákban tárolt energia felhasználásának képessége. A guanozin-trifoszfát rövidítése a GTP olyan kémiai vegyület, amely nagyon fontos szerepet játszik a sejtek anyagcseréjében.
Eddig azt hitték, hogy a dinamin a GTP energiáját felhasználva az epehólyag nyakának nagyon erős összehúzódását eredményezi annak hasadásának elérése érdekében. Vadim Frolov, Ikerbasque professzor által vezetett tanulmány azonban először lehetővé tette a dinamin hasadási hatásának jellemzését nanometrikus méretekben és nagy időbeli felbontással. "Jellemezni tudtuk a dinamin minimális funkcionális egységét." - kommentálja a kutató.
Ez a tanulmány lehetővé tette a membrán hasítási folyamatának dinaminnal történő elkülönítését két szakaszra. Az első, tisztán mechanikus, amelyben az epehólyag nyaka összeszűkül, és egy második szakasz, ahol a dinamin "katalitikus központként funkcionál, azáltal, hogy egyes doménjeit beilleszti a membránba" - magyarázza Frolov. "A GTP hidrolízise növeli a dinamin molekula belső rugalmasságát, ezáltal lehetővé téve a fehérje optimális konformációjának megtalálását a membránon annak hasításához. Ez az optimalizálás a "geometriai katalízis" lényege, a membrán átalakításakor a fehérje aktivitásának újfajta vizsgálata "- teszi hozzá.