Ny deaktiveringsmekanisme for switchproteiner fundet

En ny mekanisme til deaktivering af switchproteiner er blevet identificeret af forskere fra Ruhr-Universität Bochum, ledet af professor Klaus Gerwert og Dr. Till Rudack fra Institut for Biofysik, og universitetet i Uppsala i Sverige. Switch -proteiner som Ras regulerer mange processer i kroppen og påvirker sygdomme som kræft. Forskergruppen offentliggjorde deres rapport om den nyopdagede mekanisme i det aktuelle nummer af Journal of the American Chemical Society .

Bundet til at skifte proteiner, GTP -molekylet er afgørende for deaktivering af mange af dem. Hvis en af ​​de tre fosfatgrupper er løsrevet fra GTP, proteinet skifter til "off" "påvirker dermed cellulære processer." Proteinerne er ekstremt effektive og fremskynder reaktioner, der normalt ville tage milliarder af år, så de udføres inden for brøkdelen af ​​et sekund, ”siger Klaus Gerwert.

Mindst ét ​​vandmolekyle er altid involveret i deaktiveringsprocessen. Til dato, forskere antog, at dette vandmolekyle skulle aktiveres - nemlig ved at en reaktionspartner overførte en proton til vandmolekylet. "Reaktionspartnerens natur er blevet argumenteret i årtier - er det GTP'en selv eller er det en proteinkomponent, "forklarer Carsten Kötting, en af ​​forfatterne fra det Bochum-baserede team. "I den nuværende undersøgelse, vi har overraskende identificeret en helt ny mekanisme, hvor aktiveringen finder sted uden nogen som helst protonoverførsel. "

Teori kontra eksperiment

Ved hjælp af computerstøttet analyse, teamet undersøgte alle deaktiveringsmuligheder for syv forskellige switchproteinsystemer. Forskerne identificerede således forskellige hastigheder for deaktiveringsprocessen. De sammenlignede de beregnede hastigheder med værdier opnået i eksperimenter gennem tidsopløst infrarød spektroskopi.

Mens værdierne for de to tidligere mistænkte mekanismer afveg kraftigt fra hinanden, de eksperimentelle resultater for den nyligt identificerede mekanisme svarede til teoretiske antagelser - for alle syv testede systemer, ved det. "Kampene viser, at vores nyopdagede deaktiveringsmekanisme er universel og, følgelig, er relevant for talrige cellulære processer, "slutter Till Rudack.

Mekanisme relevant for tumordannelse

"Sygdomme er ofte forårsaget af en defekt i deaktiveringsmekanismen for nøgleproteiner, "siger Till Rudack." For at forstå de molekylære processer, der ligger til grund for sygdomme og udvikle terapier, vi skal først forstå deaktiveringsmekanismen. "

Den nyligt identificerede deaktiveringsmekanisme er, for eksempel, ansvarlig for at slukke Ras, et protein, hvis defekter resulterer i ukontrolleret cellulær vækst i tumorer. Forskere har i årtier forsøgt at finde et lægemiddel, der påvirker det dysfunktionelle Ras -protein i humane tumorer. "Vi forventer, at vores resultater forklarer, hvorfor søgningen hidtil har været resultatløs, "siger Klaus Gerwert." Den korrekte molekylære deaktiveringsmekanisme kan nu blive udgangspunktet for udviklingen af ​​kræftbekæmpende lægemidler. "