Теперь, исследователи в Рокфеллеровском университете, Медицинском колледже Альберта Эйнштейна и нью-йоркском Структурном Центре Биологии определили молекулярный механизм, который делает и быстрое и определенное для груза прохождение через возможное NPC для больших молекул. Их работа появилась 15 сентября в iLife.Ученые обращают пристальное внимание на это регулирование, так как дисфункция в ядерном транспорте была связана со многими болезнями, включая раковые образования и расстройства развития.В то время как маленькие молекулы могут легко пройти в и из ядра, транспорт больших молекул, таких как белки и РНК более сложен и менее хорошо понят.
Они перемещены через NPC быстро, но также и выборочно постараться не позволять неправильные большие молекулы через.Было уже известно, что белки, названные транспортными факторами, связывают с большим грузом и сопровождают его через NPC. Команда во главе с Майклом П. Рутом, преподавателем в Рокфеллеровском университете и главой Лаборатории Клеточной и Структурной Биологии, и Дэвидом Коуберном, преподавателем биохимии и физиологии & биофизики в Медицинском колледже Альберта Эйнштейна, стремилась объяснить скорость, с которой транспортные факторы переправляют большие молекулы через NPC, процесс, который длится только несколько миллисекунд.«Подразумевается, как эти транспортные факторы выборочно выбирают и связывают с их грузом», говорит Бегство. «Однако было неясно, как такой определенный процесс может также молекулы пастуха через ядерный комплекс поры так быстро».
В центре NPC транспортные факторы и их груз должны пройти через фильтр селективности, сделанный из белков под названием FG Nups. Эти белки формируют плотную петлю, которая обычно препятствует тому, чтобы большие молекулы прошли. Используя технику, известную как ядерная спектроскопия магнитного резонанса, исследователи собрали информацию на уровне атомов о поведении FG Nups, сосредоточившись на Nsp1, наиболее изученном представителе FG Nups.Обычно, белки сворачиваются в большие структуры.
Относительно маленьких молекул, таких как вода, эти большие структуры белка перемещаются очень медленно. Это означает, что их взаимодействия соответственно медленные.
Исследователи измерили физическое состояние повторений FG с и без транспортных факторов, связанных с ними. Они нашли, что вместо того, чтобы свернуться как белки обычно делают, FG Nups свободны и подобны последовательности, оставаясь очень динамичными и испытывая недостаток в предсказуемой структуре.«Обычно, закрепление между традиционно свернутыми белками – трудоемкий, тяжелый процесс, но потому что FG Nups развернуты, они двигаются очень быстро, очень как маленькие молекулы.
Это означает, что их взаимодействие очень быстро», объясняет Бегство.Беспорядочная структура регионов FG очень важна для скорости транспорта, допуская быструю загрузку и разгрузку грузовых транспортных факторов. В то же время, потому что у транспортных факторов есть многократные связывающие участки для FG Nups, они – единственные белки, которые могут определенно взаимодействовать с ними – делающий транспорт, и быстрый и конкретный.
«Мы заметили, что есть минимальное создание статической упорядоченной структуры в комплексах FG Nups и транспортных факторов», говорит Коуберн. «Наши наблюдения, мы делаем предложение, первый случай, где ‘нечеткая’ собственность взаимодействия – ключевая роль своей фактической биологической функции».Надежды команды это открытие приведут к подробным характеристикам ядерных транспортных путей и к более близким исследованиям функции NPC.
В конечном счете, лучшее понимание того, как работы NPC будут не только обеспечивать новое понимание базовой биологии клеток, но также и иметь последствия для здоровья и болезни.