Rzucenie nowego światła na zdolność enancjomerów białek do interakcji
Co najmniej 1 % osób w wieku powyżej 60 lat usłyszy diagnozę choroby Parkinsona – zaburzenia neurologicznego, które upośledza zdolności motoryczne. Chociaż przyczyny choroby Parkinsona nie zostały jak dotąd poznane, uczeni dysponują pewnymi wskazówkami, którymi kierują się w swojej pracy. „Cechą charakterystyczną tej choroby jest tworzenie się agregatów białka alfa-synukleiny w ciałach inkluzyjnych zwanych ciałami Lewy’ego”, mówi Birthe Brandt Kragelund, profesor nauk biomolekularnych na Uniwersytecie Kopenhaskim. W ramach finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu SYN-CHARGE Kragelund podjęła współpracę z badaczką Estellą Newcombe, aby wspólnie opracować badanie mające na celu ustalenie, czy białka charakterystyczne dla patologii choroby Parkinsona mogą wchodzić w silnie naładowane, nieuporządkowane interakcje z częścią pompy wapniowej, powodując w ten sposób jej aktywację.
Podważenie aktualnej wiedzy dotyczącej interakcji białek
Nierzadko jednak bywa, że badania mogą potoczyć się w zupełnie inną niż zamierzona stronę. Kiedy więc Kragelund i Newcombe odkryły, że ich pierwotny plan okazał się ślepą uliczką, obrały inny kurs. „Choć początkowo obrany cel wciąż wydaje się interesujący, nie był w stanie przynieść nam większych rezultatów, więc postanowiłyśmy wprowadzić zmiany”, tłumaczy Newcombe. Dzięki wsparciu działań „Maria Skłodowska-Curie” obie uczone przystąpiły do badania, w którym zamiast przyglądać się konkretnej interakcji, skupiły się na analizie tego typu interakcji w kontekście różnych układów białkowych. „Ostatecznie dążyłyśmy do ustalenia, czy białka nieustrukturyzowane mogą wchodzić w interakcje z będącymi ich lustrzanym odbiciem enancjomerami”, dodaje Kragelund. Jak się okazało, ten niespodziewany zwrot był szczęściem w nieszczęściu, ponieważ doprowadził wprost do przełomowego odkrycia – takiego, które kwestionuje nasze dotychczasowe założenia i wiedzę na temat interakcji białek. Zdaniem Newcombe nie powinno dziwić, że białka ustrukturyzowane nie mogą wchodzić w interakcje z lustrzanym odbiciem swojej partnerskiej cząsteczki wiążącej, ponieważ zmienia to sposób dopasowania do siebie białek. „Jednak jeśli chodzi o białka nieustrukturyzowane, mogą one wchodzić w interakcje, jak gdyby nie było żadnej różnicy”, dodaje. „To, co czyni to odkrycie interesującym, to fakt, że zaprzecza naszym z góry przyjętym wyobrażeniom na temat zdolności enancjomerów białek do wchodzenia w interakcje”.
Otwarcie drzwi do tworzenia nowych leków i terapii
Odkrycie, że enancjomery mogą wchodzić w interakcje w przypadku, gdy partnerskie cząsteczki wiążące białko są nieustrukturyzowane, otwiera drzwi do opracowania nowych metod leczenia, w których enancjomery są ukierunkowane na nieustrukturyzowane białka. „Terapie oparte na peptydach są przedmiotem coraz liczniejszych badań, a nam udało się wykazać, że peptydy D są pod tym względem obiecujące, gdyż nie są łatwo rozkładane na skutek aktywności proteolitycznej systemów biologicznych”, zauważa Newcombe. „Dzięki pokazaniu, że białka L i D mogą wchodzić w interakcje w określonych warunkach, udało nam się przesunąć granice naszej dotychczasowej wiedzy o biochemii białek”, dodaje Kragelund. W ramach projektu opublikowano artykuł poświęcony niektórym jego wynikom, przy czym temat ten został również omówiony przez Newcombe w podcaście dotyczącym roli białek w chorobach neurodegeneracyjnych. Zarówno Kragelund, jak i Newcombe planują kontynuować swoje wysiłki – Newcombe podjęła niedawno pracę w firmie farmaceutycznej, a Kragelund nadal będzie prowadzić badania w laboratorium.
Słowa kluczowe
SYN-CHARGE, enancjomery białek, choroba Parkinsona, białko, białka nieustrukturyzowane, interakcje białek
