Cataliza geometrică ca mecanism de fisiune celulară - Cuaderno de Cultura Científica
Cercetare UPV/EHU
Un studiu condus de grupul Nanomechanics Membrane al Unității de Biofizică a UPV/EHU a făcut posibilă caracterizarea funcționării unei proteine responsabile de excizia membranelor celulare. Rezultatele studiului, publicate în Ştiinţă, Acestea ne permit să vedem dintr-o nouă perspectivă mecanismele fundamentale ale vieții celulare, cum ar fi fuziunea și excizia membranelor celulare. În plus, metodologia dezvoltată va ajuta la diagnosticarea diferitelor tulburări neuromusculare.
Celulele au o serie de proteine specializate, astfel încât membranele lor se pot uni (fuziona) sau separa (fisiune) fără a-și pierde rolul de protecție împotriva mediului extern. Una dintre aceste proteine specializate este proteina dinamină, responsabilă de constricția și fisiunea gâtului veziculelor endocitice. Două dintre principalele caracteristici ale dinaminelor sunt capacitatea sa de a se asambla pe membrane cu curbură mare (gâturile veziculelor) și activitatea sa GTPază, adică capacitatea de a utiliza energia stocată în moleculele GTP. GTP, prescurtarea pentru guanozin trifosfat, este un compus chimic care joacă un rol foarte important în metabolismul celular.
Până acum se credea că dinamina utilizează energia GTP pentru a produce o constricție foarte puternică a gâtului vezicii biliare pentru a ajunge la fisiunea sa. Cu toate acestea, studiul condus de profesorul Ikerbasque, Vadim Frolov, a făcut posibilă pentru prima dată caracterizarea acțiunii de fisiune a dinaminei la scări nanometrice și cu o rezoluție temporală mare. „Am reușit să caracterizăm unitatea funcțională minimă a dinaminei.” - comentează cercetătorul.
Acest studiu a făcut posibilă separarea procesului de clivare a membranei de către dinamină în două etape. Primul, pur mecanic, în care apare constricția gâtului vezicii biliare și un al doilea stadiu, în care dinamina „funcționează ca un centru catalitic, prin inserarea unor dintre domeniile sale în membrană”, explică Frolov. „Hidroliza GTP crește flexibilitatea internă a moleculei de dinamină, permițând astfel conformarea optimă a proteinei să se găsească pe membrană pentru a avea loc scindarea acesteia. Aceasta optimizare este esenta "catalizei geometrice", un nou mod de a privi activitatea proteinelor in timpul remodelarii membranei ", adauga el.