Новости химической науки > Впервые изучено строение миторибосомы

Двум европейским исследовательским группам впервые удалось определить строение рибосом из митохондрий млекопитающих с разрешением, близким к атомному.

Полученные результаты являются вехой в области биомолекулярных исследований, позволяют узнать больше о механизме митохондриальных мутаций, и, возможно, смогут задать вектор в направлении создания новых лекарственных препаратов.

На рибосомах закрепляются м-РНК, и в этих органоидах клетки происходит синтез белка. «Классические» рибосомы млекопитающих находятся в цитоплазме клетки, но в митохондриях, «энергетических станциях» клетки, имеются свои собственные рибосомы. Эти так называемые миторибосомы отвечают за синтез всего лишь 13 белков, необходимых клеткам млекопитающих, оставляя синтез прочих белков на рибосомы, находящиеся в цитоплазме.

Рисунок из Science 2015, DOI: 10.1126/science.aaa1193

Ранее с помощью рентгеноструктурного анализа исследователям удавалось определить структуры цитоплазматических рибосом про- и эукариотов, однако миторибосома (которая, как и циторибосома, состоит из двух субъединиц, неэквивалентных по размеру), оказалась более сложной для изучения. Причиной неудач в определении строения миторибосом являлись их относительно небольшие размеры и сложность в очистке. Помимо этого, меньшая по размеру субъединица миторибосомы подвижна, в том числе и при попытке ее исследования.

Ранее исследователям удалось провести структурный анализ большей по размеру субъединицы миторибосомы, в новой работе эта же научная группа подобрала условия, позволяющие получить изображение всей миторибосомы с помощью криоэлектронной микроскопии.

Венки Рамакришнан (Venki Ramakrishnan) с соавторами из Кембриджа определили строение миторибосомы человека, состоящей из 80 белков и трех типов рибосомных РНК, с разрешением в 3,5 Ангстрем. Независимо от группы Рамакришнана, Ненад Бан (Nenad Ban) из Швейцарского технологического института с разрешением в 3,8 Ангстрем изучили строение свиной миторибосомы, на которой были закреплены м-РНК и две т-РНК.

Какое-то время считалось, что такая детальная картина клеточного органоида или макромолекулы может быть получена только с помощью метода РСА, однако недавно криоэлектронная микроскопия была модифицирована настолько, что этот метод позволяет получать «картинки» с разрешением 4 Ангстрема и меньше.

Как заявляет Джеми Кате (Jamie H. D. Cate) из Университета Калифорнии (Беркли), новые структуры позволят исследователям выяснить, как миторибосомные мутации вызывают дисфункцию рибосомы, а также дать дополнительную информацию, полезную для разработки антибиотиков. Так, некоторые классы антибиотиков (например, аминогликозиды) разработаны таким образом, что их мишенью являются бактериальные рибосомы, однако благодаря взаимодействию с миторибосомами человека такие антибиотики могут давать существенные побочные эффекты. Кате надеется, что информация о строении миторибосом позволит установить механизм возникновения таких побочных эффектов и разработать менее токсичные версии антибиотиков.

Источник: Science 2015, DOI: 10.1126/science.aaa1193

метки статьи: #биохимия, #медицинская химия, #молекулярная биология