Peroksysomy są niezbędnymi przedziałami komórkowymi, które są miejscem kluczowych reakcji metabolicznych we komórkach eukariotycznych. Nie posiadają one jednak własnej maszynerii do syntezy białek. Złożona sieć peroksyn (Pex) rozpoznaje i importuje sfałdowane enzymy z cytoplazmy.

U Trypanosoma cruzi, patogenu wywołującego chorobę Chagasa, peroksysomy przyjmują wyspecjalizowaną formę znaną jako glikosomy, które oddzielają reakcje glikolityczne od metabolizmu zachodzącego w cytoplaźmie. Zrozumienie, jak glikosomy importują niezbędne enzymy, dostarcza kluczowych wskazówek do opracowania strategii przeciwpasożytniczych.

Wykorzystując nowoczesne metody mikroskopi krioelektronowej (cryo-EM), zespół badawczy zwizualizował potrójny kompleks odpowiedzialny za import składający się z receptora Pex5, enzymu dehydrogenazy jabłczanowej (MDH) oraz błonowego białka dokującego Pex14. Uzyskane struktury 3D ujawniły, że receptor Pex5 nie pozostaje statyczny na powierzchni przenoszonego ładunku - wykazuje on heterogenność sturkuralną przypominającą ruch wahadłowy obejmujący około 17°, dynamicznie dostosowując swoją pozycję, jednocześnie utrzymując wiązanie. Elastyczność konformacyjna wydaje się kluczowa dla przeprowadzania sfałdowanych białek przez błonę peroksysomalną.

Badanie zidentyfikowało nowe, drugorzędowe miejsca kontaktu między ładunkiem, receptorem Pex5 a zakotwiczonym w błonie białkiem Pex14. Kontakty te, chociaż nie wzmacniają bezpośrednio interakcji, odgrywają kluczową rolę w kontrolowaniu elastyczności receptora.

Naukowcy odkryli, że wbrew wcześniejszym założeniom wiązanie Pex14 nie wywołuje uwolnienia ładunku. Zamiast tego, nieznacznie stabilizuje ono kompleks ładunek-receptor, sugerując regulowaną sekwencję zdarzeń podczas importu białka.

Odkrycie przybliża biologów do zrozumienia, w jaki sposób sfałdowane białka przemieszczają się przez błony organelli - jednej z od dawna nierozwiązanych tajemnic biologii molekularnej. Ponieważ szlak importu glikosomów jest niezbędny dla przetrwania T. cruzi, odkrycia te mogą utorować drogę dla nowych podejść przeciwpasożytniczych.

Badania, opublikowane w "Nature Communications", były finansowane przez granty z Narodowego Centrum Nauki. Eksperymenty kriomikroskopii elektronowej zostały przeprowadzone w NCPS SOLARIS, a dane mikroskopowe zostały przeanalizowane z wykorzystaniem zasobów obliczeniowych PLGrid (ACK Cyfronet). Pierwszy autor dr Ravi Sonnani był stypendystą programu Ulam ufundowanego przez Narodową Agencję Wymiany Akademickiej.

źródło: uj.edu.pl/wiadomosci, autor: Łukasz Wspaniały