Среда, 21 февраля, 2024
ДомойБиологияНовое исследование показывает решающую роль кальция в очищении мертвых клеток

Новое исследование показывает решающую роль кальция в очищении мертвых клеток

- Advertisement -

Японские ученые обнаружили, как белок Xkr4 активируется ионами кальция, посылая сигнал иммунным клеткам о необходимости очистки умирающих клеток. Это открытие, показывающее уникальную роль кальция в клеточной мембране, может дать новое понимание механизмов клеточной очистки. Фото: SciTechDaily.com

Ученые обнаружили, что внеклеточный кальций опосредует активацию мембранного белка, который поднимает флаг, сигнализирующий о гибели клеток.

Исследовательская группа под руководством ученых из Института комплексных наук о клеточном материале Киотского университета (iCeMS) в Японии раскрыла механизмы того, как умирающие клетки активируют белок, который запускает сигнал «съешь меня» для иммунных клеток, чтобы они очистили мусор. Результаты были недавно опубликованы в журнале Природные коммуникации.

Роль белка Xkr4 в гибели клеток

Белок называется Xkr4, один из белков семейства Xkr, обнаруженных в клеточных мембранах. Xkr4 перемещает фосфолипид фосфатидилсерин из внутренней части клеточной мембраны, где он обычно находится, наружу. Перемещение фосфатидилсерина к внешней части мембраны является сигналом о том, что клетка умирает, и привлекает фагоциты, пожирающие мусор.

Внеклеточный кальций попадает в карман в трансмембранной области скрамблазы, вызывая ее активацию. При этом на поверхности клеток появляется фосфатидилсерин (PS), который служит отличительным маркером для устранения нежелательных клеток. Фото: Минди Такамия/Киотский университет iCeMS

Процесс активации Xkr4

Ранее исследователи обнаружили, что для того, чтобы действовать как скрамблаза для фосфатидилсерина, сначала необходимо расщепить С-концевой цитоплазматический хвост Xkr4, образуя димер с другим Xkr4 и обнажая сайт связывания. Этот сайт связывания затем соединяется с другим фрагментом белка, называемым XRCC4.

Однако одного только связывания XRCC4 с Xkr4 недостаточно для активации Xkr4 в экспериментальных условиях. Это наводило на мысль, что нужен еще один ингредиент.

Роль ионов кальция

Исследовательская группа из Японии обнаружила, что ионы кальция необходимы для активации Xkr4. Положительно заряженные ионы кальция вне клеточной среды связываются с тремя отрицательно заряженными ионами. аминокислоты на двух «спиралях» белка Xkr4. Эта привязка переводит Xkr4 в полностью активированное состояние из промежуточного состояния.

«Мы обнаружили, что внеклеточный кальций действует как молекулярный клей для трансмембранных спиралей Xkr4, активируя их», — объяснил биохимик iCeMS Джун Судзуки.

Неожиданная роль кальция и будущие исследования

Удивительно то, что известно, что внеклеточный кальций участвует в регуляции активности белков снаружи и внутри клеточной среды, но не внутри самой клеточной мембраны. «Мы неожиданно обнаружили, что внеклеточный кальций проникает в трансмембранные области белков, соединяя две трансмембранные спирали», — сказал Судзуки.

Исследование также предполагает, что ионы кальция могут быть важны для активации других членов семейства белков Xkr, в частности Xkr8 и Xkr9, что может помочь прояснить механизмы функционирования этих и других белков скрамблазы.

Следующим шагом команды станет изучение функции Xkr4 в нервных клетках и изучение их роли в мозге.

Ссылка: «Внеклеточный кальций действует как молекулярный клей для трансмембранных спиралей для активации скрамблазы Xkr4», авторы Панпан Чжан, Масахиро Маруока, Ре Сузуки, Хикару Катани, Ю Доу, Дэниел М. Паквуд, Хидетака Косако, Мотому Танака и Джун Судзуки, 11 сентябрь 2023 г., Природные коммуникации.
DOI: 10.1038/s41467-023-40934-2

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме