Wetenskaplikes van The Scripps Research Institute (TSRI), wat nou saamwerk met navorsers by die National Institutes of He alth (NIH), het die struktuur van 'n belangrike proteïen wat betrokke is by sellulêre funksie en ontwikkeling van die senuweestelsel uitgestippel.
Die nuwe struktuur verskaf belangrike inligting om te verstaan hoe die proteïen aan sellulêre komponente bind. Dit is ook die eerste struktuur wat bepaal is van enige ligase in die tubulien-tirosien-ligase-agtige (TTLL) familie.
Wetenskaplikes was veral nuuskierig oor die rol van TTLL'e omdat mutasies in hierdie proteïene aan 'n reeks neurodegeneratiewe siektes gekoppel is, insluitend retinale distrofie en die seldsame Joubert-sindroom.
"Hierdie proteïen word hoogs uitgedruk in die senuweestelsel en speel 'n integrale rol in neuronale ontwikkeling," sê Elizabeth Wilson-Kubalek, senior personeelwetenskaplike in professor Ron Milligan se laboratorium by TSRI en mede-eerste skrywer van die nuwe artikel saam met Christopher Garnham en Annapurna Vemu van die NIH se Nasionale Instituut vir Neurologiese Afwykings en Beroerte (NINDS).
Die nuwe navorsing is aanlyn gepubliseer voor druk deur die joernaal Cell.
Cellular Highways
Terwyl vorige navorsing getoon het dat TTLL7 mikrotubuli (hol buise wat sellulêre komponente vervoer en as snelweë en steierwerk in die sel optree) verander deur een of meer molekules van die aminosuur glutamaat by te voeg, presies hoe het 'n raaisel gebly. Die nuwe studie gaan 'n lang pad om daardie vraag te beantwoord.
In die nuwe studie het die navorsers vir die eerste keer gesien hoe drie positief gelaaide streke van TTLL7 met die mikrotubuli-substraat in wisselwerking tree. Die belangrikste is dat hulle gevind het dat die aktiewe plek van TTLL7 ideaal geposisioneer is om kontak te maak met die negatief gelaaide "beta-stert" van beta-tubulien, een van die twee proteïenboublokke van die mikrotubuli-polimeer (alfa- en beta-tubulien). Die alfa- en beta-"sterte" wat by die mikrotubuli-oppervlak uitsteek, is bekende plekke vir modifikasie, wat op hul beurt bepaal watter motors en geassosieerde proteïen aan die mikrotubuli sal bind.
Hierdie bevindinge dra by tot die groeiende begrip van die "tubulienkode" - 'n verskynsel waar TTLL7 en soortgelyke proteïene aminosure by mikrotubuli voeg en hulle aanspoor om sekere proteïene vir vervoer vinnig te volg.
"Dit is soos om nuwe bane van verkeer oop te maak," sê Gabriel Lander, 'n assistent-professor by TSRI en 'n mede-outeur van die nuwe studie.
'n stukkie van 'n groter legkaart
Die navorsers kon die struktuur van TTLL7 oplos deur x-straalkristallografie en elektronmikroskopie (EM) te kombineer. Die span by NIH, gelei deur die koerant se senior skrywer Antonina Roll-Mecak, het x-straalstrale gebruik om 'n atoomstruktuur van die gekristalliseerde TTLL7-proteïen te skep. Die span by TSRI het toe elektronmikroskopie gebruik, wat monsters met hoë-energie elektrone bestook, om te sien hoe TTLL7 lyk wanneer dit aan 'n mikrotubuli gebind is. Die atoomstruktuur van die NIH-span kan in die laer-resolusie 3D EM-beeldrekonstruksie ingepas word om die streke van die proteïen wat met die mikrotubuli-oppervlak in wisselwerking was, te identifiseer.
"Die samesmelting van twee strukturele tegnieke en biochemie het ons tot 'n meer volledige storie gelei," het Wilson-Kubalek gesê. "Dit is regtig opwindend om iets te sien wat niemand nog ooit gesien het nie."
Wilson-Kubalek vergelyk die navorsing met die opstel van 'n legkaart. Met hierdie nuwe stuk in plek, kan die navorsers nuwe aspekte van mikrotubuli-funksie aanpak en werk in die rigting van toepassings in menslike gesondheid.
"Die huistoe-boodskap is dat dit die eerste keer is wat ons sien hoe hierdie proteïen op die mikrotubuli sit, en dit gaan verder van groot belang wees," het Wilson-Kubalek bygevoeg.
