Hvordan beskytter kroppen seg mot skadelige proteiner?

Defekte proteiner er anerkjent og eliminert av kroppen
Mot mye truende skade har vår kropp utviklet beskyttende mekanismer basert på naturlige prosesser som vanligvis fungerer relativt effektivt. Disse inkluderer for eksempel avhending av defekte, i verste fall giftige proteiner. Forskere ved Charité - Universitätsmedizin Berlin har nå dechifisert hvordan avhending av defekte proteiner, som er avgjørende for overlevelse av en celle, er grunnleggende. Dette kan også åpne opp nye terapeutiske alternativer, for eksempel innen neurodegenerative sykdommer, rapporterer forskerne.

Charitéforskerne har funnet ut av seg selv hvordan to spesielle hjelpeproteiner gjør det mulig å eliminere defekte proteiner. De rapporterer i tidsskriftet "Nature Communications", da den defekte messenger ribonukleinsyren, som tjener som en "blåkopi" av proteinbiosyntese, gjenkjennes og deres nedbrytning påbegynnes. De to "redningsproteiner" eliminerer nesten potensielt skadelige forbindelser, som også kan åpne opp nye muligheter for behandling av visse sykdommer, rapporterer forskerne.

Ribosomene leser informasjonen fra mRNA og danner tilsvarende proteiner. Defekt mRNA må derfor elimineres slik at ingen skadelige proteiner oppstår. (Bilde: designua / fotolia.com)

Proteinbiosyntese analysert nøyaktig
Forskningsgruppen rundt Dr. Tarek Hilal fra Institute of Medical Physics og Biophysics ved Charité ifølge bli lest lagret genetiske informasjon via den såkalte ribosom under proteinsyntesen i gener og proteiner (proteiner) omdannet. For dette formål, vil den lagrede informasjonen i kromosomene første settes til en mobil form, den såkalte messenger ribonukleinsyre (mRNA), som deretter kan leses ribosomet og deretter tjener som en nøyaktig skisse for produksjon av proteinene. Et defekt mRNA resulterer i produksjon av defekte, potensielt skadelige proteiner, og derfor må det bli effektivt anerkjent og nedbrytt, forskerne legger vekt på.

Defekt mRNA blokkerer ribosomer
I den nåværende studien brukte forskerne "mRNAs uten stopp signal" for å undersøke hvilke mekanismer som brukes her i kroppen for å eliminere den defekte messenger ribonukleinsyre. Hvis "nonstop mRNA" lest av ribosomet, stagnerer hele prosessen og ryddig avslutning av Proteinbiosythese holde ut, forskerne forklare effekten av den defekte mRNA. Som et resultat kan ribosomet ikke utføre noen ytterligere handlinger og forblir blokkert.

Hjelpeproteiner oppløser blokkeringer
Med hjelp av såkalt kryo-elektronmikroskopi, analyserte forskerne strukturen av blokkerte forbindelser fra ribosomer og mRNA, og de kan vise seg å være det, gjenkjenner den spesielle hjelpeproteiner (Dom34 og HBS1) så låst ribosomet og starte oppløsningen av de blokkerte komplekser og degradering av mRNA, rapportere Charité-forskerne. De to hjelpeproteinene ville bare tappede konserverte områder av ribosomet, som vanligvis er okkupert av mRNA, forklarer ekspertene videre. Denne konkurrerende bindingsmodus sikrer at bare ribosomer blir angrepet av defekte mRNAer.

Håper på nye terapeutiske alternativer
Studie direktør Tarek Hilal legger vekt på at "forskning på effektene av defekte mRNAer og konsekvensene av mangel på nedbrytning blir stadig viktigere". Spesielt i neurodegenerative sykdommer så som amyotrofisk lateral sklerose (ALS) er for å bestemme feil mRNA-er og en "molekylær forståelse av cellulære reguleringsmekanismer kan derfor være nyttig for å finne utgangspunkter for terapeutiske formål" håp om de sakkyndige. (Fp)