Sebuah studi oleh Unige dan Weizmann Institute mengungkapkan bagaimana protein tertentu berkumpul segera setelah mereka disintesis, memastikan stabilitas dan efisiensinya.
Protein, pilar fungsi sel, sering berkumpul menjadi “kompleks” untuk memenuhi fungsinya. Sebuah studi oleh University of Geneva dan Weizmann Institute, bekerja sama dengan The Technion, mengungkapkan mengapa majelis ini sering dimulai selama proses sintesis protein atau '' kelahiran ''. Interaksi awal ini melibatkan protein yang stabilitasnya tergantung pada hubungannya. Mereka dapat dibandingkan dengan pasangan di mana masing -masing pasangan mendukung yang lain. Model ini membuka jalan bagi strategi baru untuk memahami dan memperbaiki kesalahan perakitan, yang sering dikaitkan dengan patologi, termasuk gangguan neurodegeneratif dan kanker tertentu. Temuan ini diterbitkan dalam jurnal Sel.
Protein adalah molekul besar yang terdiri dari rantai asam amino. Mereka diproduksi oleh ribosom, 'mesin' seluler 'yang membaca instruksi yang terkandung dalam RNA messenger. Setelah protein terbentuk, interaksi antara asam amino menginduksi rantai untuk melipat ke arah dirinya sendiri dan mengadopsi struktur tertentu. Sementara beberapa protein berfungsi secara mandiri, banyak yang harus berkumpul dengan mitra tertentu ke dalam kompleks untuk memenuhi peran mereka.
Jika protein ini gagal menemukan pasangannya, ini dapat menyebabkan disfungsi seluler dan patologi
Pembentukan kompleks ini adalah proses yang halus. Jika protein gagal menemukan pasangannya atau lipat secara tidak benar, ini dapat menyebabkan disfungsi seluler dan patologi seperti penyakit Alzheimer atau kanker tertentu. Sampai baru-baru ini, para ilmuwan percaya bahwa protein hanya membentuk kompleks setelah sepenuhnya disintesis (perakitan pasca-translasi). Namun, sebuah penelitian baru -baru ini mengungkapkan bahwa perakitan antara protein yang baru lahir – perakitan bersama – tersebar luas. Studi ini mengidentifikasi ribuan protein yang terlibat tetapi tidak menentukan pasangan spesifik protein yang terbentuk atau tanda tangan molekuler yang mendasari pengakuan dini ini.
Ribuan struktur protein dianalisis
Kelompok yang dipimpin oleh Emmanuel Levy, seorang profesor penuh di Departemen Biologi Molekuler dan Seluler di Fakultas Sains Universitas Jenewa – sebelumnya seorang profesor di Weizmann Institute – bekerja sama dengan kelompok Ayala Shiber, seorang profesor di Technon, Berfokus pada prinsip-prinsip dasar yang mengatur protein swadaya. Dengan kata lain, para ilmuwan ini bertujuan untuk mengidentifikasi aturan umum perakitan protein. Untuk penelitian ini, tim menganalisis daftar protein yang terlibat dalam perakitan bersama. Dengan membandingkan struktur mereka dengan protein yang berkumpul setelah terjemahan, mereka mampu menetapkan perbedaan mendasar antara kedua mekanisme ini
“Analisis bioinformatika kami mengungkapkan bahwa protein yang berinteraksi dengan pasangannya saat masih disintesis cenderung tidak stabil ketika terisolasi. Protein ini bergantung pada pasangan mereka dan jika mereka tidak menemukannya, mereka mengadopsi bentuk yang salah dan terdegradasi,” jelas Saurav Mallik, Seorang peneliti di Weizmann Institute dan penulis pertama penelitian.
Model prediktif
“Menggunakan pendekatan ini, kami mengembangkan model berdasarkan korpus besar data struktural, menggunakan kedua struktur yang ditentukan secara eksperimental dan yang diprediksi oleh perangkat lunak kecerdasan buatan Alphafold. Model kami memanfaatkan sifat struktural kompleks untuk memprediksi apakah itu terkait coor pasca-translasional , “Tambahkan Johannes Venezian dan Arseniy Lobov, penulis pertama penelitian. Para ilmuwan terutama menemukan bahwa situs pengikatan diekspos di awal protein ini, memungkinkan mereka untuk berinteraksi dengan pasangan mereka tak lama setelah muncul dari ribosom.
Prediksi ini divalidasi menggunakan data eksperimental yang difokuskan pada beberapa protein. “Temuan ini membuka jalan bagi pemahaman yang lebih baik tentang perakitan protein di dalam sel dan menyoroti dampak global dari struktur protein pada regulasi sintesis mereka,” kata Emmanuel Levy. Banyak penyakit, termasuk gangguan neurodegeneratif dan kanker tertentu, terkait dengan protein yang salah lipatan atau kompleks yang rusak. Dengan memahami aturan perakitan bersama, para ilmuwan dapat mengembangkan strategi untuk mencegah kesalahan ini dan merancang pendekatan terapi baru untuk memperbaikinya.
