Перекис водню має складну роль у здоров’ї клітин

Перекис водню, та сама м'яка кислота, яку багато людей використовують для дезінфекції кухні або лікування порізів та садна, також виробляється організмом, щоб підтримувати клітини здоровими. Зараз дослідники медичної школи Університету Вейк Форест вирішили, як працює частина цього складного процесу.

здоров

Звітуючись у випуску журналу Nature за 3 січня, команда під керівництвом доктора філософії В. Тодда Лоутера розробила тривимірний знімок того, як два білки, що виробляються клітинами, взаємодіють для регулювання рівня перекису водню.

Наприклад, коли імунна система активується у відповідь на бактерії, певні клітини виробляють велику кількість перекису водню для боротьби з інфекцією. Лоутер та його колеги вивчали, як молекула, відома як пероксиредоксин (Prx), допомагає контролювати рівень агента. Роль Prx важлива, оскільки якщо рівні пероксиду водню стають занадто високими, ДНК клітини та інші білки можуть бути пошкоджені. Вчені підозрюють, що саме цей та подібні процеси призводять до раку, діабету та інших захворювань.

Prx насправді виконує подвійну роль у процесі. Його звичайна робота - видалення надлишку перекису водню з клітин шляхом перетворення його у воду. Але якщо рівні стають небезпечно високими - і Prx потребує допомоги - він стає неактивним у своїй "перетворюючій" роботі і замість цього стає "сигналізатором", кажучи клітині виробляти або активувати інші білки, щоб допомогти вивести надлишок.

"Він в основному діє як датчик і попереджає клітину про те, що рівні занадто високі і що клітина повинна реагувати", - сказав Томас Дж. Йонссон, доктор філософії, головний автор і докторант з Вейк-Фореста. "Як тільки ця загроза зникне, Prx повинен повернутися до свого нормального стану".

Але як Prx повертається до своєї звичної роботи і знову стає активним, так що він стає доступним для нової хвилі перекису водню? У 2003 році вчені повідомили, що в процесі бере участь білок, відомий як сульфіредоксин (Srx). Метою команди Лоутера було використання рентгенівської кристалографії, щоб дізнатися, що саме відбувається.

"Ця технологія дає тривимірний знімок взаємодії білків", - сказав Лоутер. "Ми хотіли знати, як Prx змінює свою структуру для ремонту."

Вчені знали, що відновлення Prx призведе до його зв'язування з Srx. Вони також знали, що структуру Prx потрібно буде змінити, оскільки частина молекули, яка відновлюється Srx, спочатку прихована, коли вона знаходиться в неактивній формі.

"Ми виявили, що білок розгорнувся, перевернувся і прикріпився до тильної сторони Srx, відомого як" обійми ", - сказав Лоутер. "В основному він обняв приятеля, що допомагає утримувати відновлювальний білок на місці".

Йонссон сказав, що зв'язування Srx викликає хімічну реакцію, яка відновлює Prx. "Зміна структури є суттєвою, і ми виявили, що для ремонту є критично важливим", - сказав він.

Вчені заявили, що розуміння цього захисного механізму, який підтримує клітини здоровими, може одного разу допомогти виявити, як процес погіршується при хворобі. Вони продовжать дослідження, вивчаючи, як структурні зміни можуть вплинути на те, як Prx взаємодіє з іншими білками.