Новости химической науки > Белки неразборчивы в своих связях с металлами

Исследователи из Великобритании обнаружили, что белки, использующие кофакторы-металлы, могут отличаться крайней неразборчивостью в своих «связях» с металлами, взаимодействуя и образуя комплексы с чужими металлами.

Новое исследование может дать дополнительную информацию о роли металлов в таких неврологических заболеваниях, как, например, болезнь Альцгеймера.

Марганец-связывающий белок MncA отдает предпочтение ионам меди. (Рисунок из Nature, 2008, 455, 1138)

По крайней мере, четверть всех белков при выполнении своих биологических функций в клетке используют ионы металлов (например, маталлы часто входят в состав активного центра фермента). Исследователи полагали, что белки сами по себе способны к распознаванию правильного металлсодержащего кофактора благодаря особенностям своей первичной и третичной структуры, однако, новое исследование показывает, что белки могут отличаться крайне низкой селективностью при выборе своего металлического партнера.

Фактически, при возможности выбора некоторые бактериальные белки более охотно связывается с чужим металлом, чем со своим кофактором. По словам Нигеля Робинсона (Nigel Robinson), возглавляюшего команду исследователей из Университета Ньюкасла, в реальной клетке такая «подмена» практически не происходит, так как ионы различных металлов локализуются в различных частях клетки.

Для доказательства своей правоты исследователи изучили два белка цианобактерии Synechocystis PCC 6803 – один белок связывается с медью, другой – с марганцем. Установив, что активные центры этих белков обладают структурным родством, они решили выяснить, сможет ли ион Cu²⁺, обладающий существенным сродством к активному центру своего белка, посоревноваться с ионом Mn²⁺ за активный центр в белке, кофактором которого является марганец. Оказалось, что при помещении марганец-связывающего белка в раствор, содержащий ионы Cu²⁺ и Mn²⁺ в равных концентрациях, активный центр белка связывает исключительно ионы меди.

В организме бактерии сворачивание марганец-связывающего белка вокруг иона марганца происходит в цитоплазме клетки близ ее ядра, там, где вероятность встречи с ионами меди минимальна. Медьсодержащий белок, напротив, связывается с ионами меди близ клеточной мембраны там, где ионы меди содержатся в большем количестве. Робинсон отмечает, что различные маршруты связывания различных ионов металлов, предохраняющие марганец-связывающие белки от других металлов, могут воспроизводиться и в более сложных организмах.

Источник: Nature, 2008, 455, 1138 (DOI: 10.1038/nature07340)

метки статьи: #биохимия, #медицинская химия, #молекулярная биология, #химия полимеров