Sdílet
21. března 2024
Buňky a jejich součásti, jako například mitochondrie, jsou obaleny polopropustnými membránami. Tyto biologické bariéry tvořené zejména fosfolipidy a zanořenými bílkovinami oddělují buňku a její součásti od okolního prostoru a propouštějí dovnitř pouze vybrané molekuly. Vědci z výzkumného ústavu CEITEC nyní zjistili, že bílkoviny umožňující jiným bílkovinám zanořit se dovnitř do membrány by mohly stejným způsobem usnadňovat transport fosfolipidů skrz membránu.
Biologické membrány jsou tvořené zejména fosfolipidy a bílkovinami. Zatímco fosfolipidy jsou odpovědné za základní vlastnosti membrán, bílkoviny typicky zajišťují transportní a metabolické funkce. Pro mnohé bílkoviny je však po vytvoření obtížné se dostat do membrány, proto existují membránové proteiny, takzvané insertasy, které jim se zanořením do membrány pomáhají. Jednou z těchto insertas je mitochondriální bílkovina MTCH2. Biofyzikové Robert Vácha a Ladislav Bartoš z CEITEC Masarykovy univerzity nyní odhalili, že tato bílkovina má ještě jinou schopnost. Pomáhá totiž projít skrz membránu i druhému významnému typu membránových molekul, fosfolipidům, a funguje tedy jako scramblasa, což je typ proteinu, který usnadňuje pohyb fosfolipidů mezi vnitřní a vnější vrstvou lipidové dvojvrstvy v buněčné membráně. Tento proces je klíčový pro zajištění správného složení a fungování buněčných membrán. Tým, jehož součástí jsou autoři aktuální studie publikované v časopise Structure, již dříve identifikoval vůbec první mitochondriální scramblasu, bílkovinu VDAC. Nyní se k tomuto zástupci přidává i MTCH2.
“Simulace nám umožnily odhalit, že transport fosfolipidů probíhá na povrchu MTCH2 podél takřka identické transportní dráhy jako zanořování bílkovin,” popisuje Robert Vácha. “Bílkoviny jsou tvořeny stavebními součástmi označovanými jako aminokyseliny. Ty mají různé vlastnosti v závislosti na svém chemickém složení. Na povrchu bílkoviny MTCH2 se nachází dlouhý žlábek s aminokyselinami, které prostředí membrány nemají rády, a proto membránu lokálně rozrušují a ztenčují. Toto rozrušení membrány pak umožňuje ostatním bílkovinám zanořit se do membrány a fosfolipidům projít skrze ni,” vysvětluje Ladislav Bartoš.
Objev, že zanořování bílkovin do membrány i transport fosfolipidů mohou být usnadněny totožným způsobem, je důležitý pro pochopení principů fungování transportních procesů přes buněčné membrány. “Je pravděpodobné, že i další insertasy nebo bílkoviny s podobnými funkcemi působí současně jako scramblasy,” spekuluje Robert Vácha. Porozumění buněčným membránám a transportu látek skrze ně je klíčové pro vývoj léčiv a technologických aplikací.
Autor/ka
