Elektrisk forstyrrelse fungerer som et trafiklys for en biologisk port

Naturens måde at tillade proteiner på tværs af dens porte, gennem porøse biologiske membraner, afhænger, blandt andre, på deres elektriske ladning. For at et protein kan krydse denne type membran, det skal stimuleres af et elektrisk felt. En ny undersøgelse fokuserer på en bestemt slags proteiner, der har flere funktioner - kaldet Intrinsically Disordered Proteins - fordi den elektriske ladningsforstyrrelse på deres overflade gør det muligt for dem at antage flere former.

I arbejdet, for nylig udgivet i EPJ E , Albert Johner fra Charles Sadron Institute (en del af CNRS) i Strasbourg, Frankrig og Jean-Francois Joanny fra Paris afslører, hvordan den blandede elektriske ladning i enderne af proteinerne påvirker biologisk membrankrydsning. Dette har potentielle konsekvenser for vores forståelse af, hvordan proteiner rejser hen over kroppen, og af sygdomsmekanismer.

Fysikere, der studerer proteinmembrankrydsning, bruger ofte en forenklet model lavet af polymerer, der bærer positive og negative elektriske ladninger. Typisk, attraktionen mellem modsatte ladninger, spredt tilfældigt i hele kæden, får molekylet til at krympe til et tæt virvar af polymerfibre. Plunginthese polymerer i en opløsning med en høj saltkoncentration reducerer den elektriske tiltrækning og får polymeren til at ekspandere.

I dette studie, forfatterne undersøger uordenens rolle i ladningsfordelingen langs polymerkæden. De etablerer den retning, hvori polymerkæden griber ind i membranen. De ser også på, hvor længe en typisk polymer er blokeret ved membranens port. Og de ser på den hastighed, hvormed polymerer kan krydse denne biologiske port for to specifikke iboende forstyrrede proteiner, der adskiller sig i deres længde og struktur. Forfatterne finder, at for et specifikt protein, krydsning har forrang over afvisning, hvis proteinet starter i den ene ende, og at afvisning er mere sandsynlig end krydsning, hvis proteinet starter i den anden ende.