Недавно разработанные молекулы обрекают белки поцелуем смерти

Под руководством профессора Мэтью ДеЛиза инженеры-химики из Корнельского университета разработали новый тип антител, названный «убиквитело», которое представляет собой фрагмент антитела, который они вставили в естественный процесс, известный как путь убиквитин-протеасома (UPP). Их работа опубликована в выпуске Journal of Biological Chemistry от 16 марта и освещена в аналитической статье в публикации SciBX.

UPP — это естественный клеточный путь или процесс, с помощью которого клетка избавляется от белков, которые ей больше не нужны. Обреченный белок помечается цепочкой белка под названием убиквитин, который похож на молекулярный знак, который гласит: «Уничтожь меня."Меченый убиквитином белок отправляется в протеасому клетки — компактор клеточного мусора, — который расщепляет белок на составляющие аминокислоты.

Делиза и его коллеги выдвинули гипотезу, что этот общий процесс можно использовать как простой настраиваемый способ устранения определенных белков-мишеней в клетке без необходимости вмешиваться в геном для удаления белка с помощью стандартных инструментов генной инженерии. Они сделали это, воспользовавшись модульной природой UPP, в которой задействованы три фермента: E1, E2 и E3.

Они модифицировали особый фермент E3 под названием CHIP, изменив только эту часть пути.
Они удалили естественный связывающий домен CHIP, заменив его сконструированным связывающим белком — в данном случае фрагментом антитела — который был создан в лаборатории. Идея заключалась в том, чтобы дать CHIP возможность направлять убиквитиновые цепи на любую цель, руководствуясь способностями самонаведения фрагмента антитела к поиску и связыванию с его конкретной целью. Они назвали всю модернизированную молекулу с модифицированным ферментом CHIP убиквелоидом.

Чтобы доказать свою концепцию, исследователи модифицировали CHIP связывающим белком, который нацелен на фермент бета-галактозидазу. Они ввели ДНК, кодирующую их мишень бета-галактозидазы, в линию клеток человека, вместе с ДНК, которая кодировала их убиквитела со связывающим белком для фермента бета-галактозидазы. Конечно, уровень бета-галактозидазы снижался в присутствии соответствующих убиквител.

«Наша способность перенаправлять любой белок, который вы хотите, в протеасому, теперь стала возможной просто за счет замены различных связывающих белков со специфичностью для целей, представляющих интерес для исследователя», — сказал Делиса.
Убиквелы могут предоставить мощный способ не только полностью удалить белок из клетки, чтобы изучить эффекты этого белка, но и выяснить, что произойдет, если, скажем, удаляется только 50 процентов этого белка. Современные технологии нокаута гена — это все или ничего, сказал Делиза.

Ubiquibodies могут точно настроить исследования в отношении делеции или уменьшения белка.
Технология также может оказаться полезной для будущих лекарств.

По словам Делиса, в раковой клетке, в которой определенный белок был идентифицирован как способствующий заболеванию, убиквело может уменьшать или устранять белок изнутри, нацеливаясь только на этот конкретный белок.
Терапевтический потенциал убиквител изучается в лаборатории ДеЛизы с экспериментами с белками-мишенями, которые, как известно, присутствуют при заболеваниях, включая болезнь Альцгеймера, рак и болезнь Паркинсона.

Портал обо всем