Grupa znanstvenika sa švicarskog ETH, američkog CalTecha i njemačkog Sveučilišta u Koblenzu među kojima je jedan od vodećih naš molekularni biolog Nenad Ban objavila je u novom broju časopisa Nature novi rad koji se bavi mehanizmom stvaranja proteina u našem tijelu. Naslov rada je "NAC vodi ribosomski multienzimski kompleks za obradu lanca u nastajanju". U radu se otkriva kako se aktivnost enzima koji sukcesivno obrađuju 40 posto proteoma može koordinirati i regulirati tako da se odvija striktno ko-translacijski. Odnosno, do sada je bilo slabije shvaćano kako ti enzimi rade zajedno na modificiranju proteina na ribosomu? I kako je njihova djelatnost regulirana i koordinirana?
Ovi znanstvenici sada su razotkrili složeni molekularni mehanizam za dvije uzastopne modifikacije proteina, koje kod sisavaca utječu na oko 40 posto svih proteina. Ovaj vitalni proces koordinira proteinski kompleks nazvan NAC što je skraćenica za "nascent polypeptide-associated complex", kaže se u priopćenju o ovom otkriću. Riječ je o je proteinskom kompleksu s ključnom ulogom u biogenezi proteina. Prof. Bana pitali smo u čemu su osnovne vrijednosti ovog rada.
- Proteini nastaju od aminokiselina koje stanična mašina koja se zove ribosom povezuje u lanac na temelju informacija iz našeg genetskog materijala. Međutim, povezivanje aminokiselina je samo prvi korak u biogenezi proteina, da bi oni bili biološki aktivni moraju biti kemijski modificirani. Modifikacije na novo sintetiziranim proteinima događaju se na ribosomskom tunelu, tj. mjestu gdje proteini napuštaju ribosom tijekom sinteze, rekao nam je.
In our new study we reveal how NAC coordinates and regulates successive co-translational nascent chain ⛓️ processing on the mammalian ribosome
— The Ban Lab (@The_Ban_Lab) August 21, 2024
out today in @Nature https://t.co/KXdYY1ZVHA
collab with @DeuerlingLab Shu-ou Shan @Caltech@snsf_ch @ERC_Research @ETH_en pic.twitter.com/jH0vGziXsX
Podsjeća se i kako su proteini među najvažnijim molekularnim građevnim blokovima života. Nastaju od aminokiselina koje su lančano povezane na temelju informacija u našem genetskom materijalu. U tom se procesu kod naših gena prevodi u niz aminokiselina. Međutim, često posebni enzimi modificiraju proteine dok oni napuštaju mjesto svoje stanične proizvodnje a to je ribosom. Tek nakon toga proteini mogu ispuniti svoje različite biološke funkcije.
- Naše otkriće u suradnji sa grupom znanstvenika na Caltechuu i Sveučilištu u Konstanzu je objasnilo kako ti enzimi, koji procesiraju oko 40 posto svih stanicnih proteina, suradjuju na ribosomu i kako se njihova aktivnost regulira. Mi smo otkrili da jedan vazan stanicni kompleks nazvan “NAC" funkcionira poput molekularne “hobotnice” da bi sa “krakovima” prihvatio te enzime i aktivirao ih da modificiraju velik broj novo sintetiziranih proteina na ribosomu. Ove modifikacije su ključne za biolosku funkciju većine naših proteina jer utječu na njihova svojstva, poput trodimenzionalnog presavijanja, životnog vijeka ili interakcije s drugim proteinima, kaže prof. Ban.
Ovo novo znanje o složenim molekularnim procesima u našim stanicama omogućuje bolje razumijevanje biokemijskih temelja života. Osim toga, pridonijet će boljem razumijevanju kako slabija i nepostojeća regulacija komponenti uključenih u modifikaciju proteina dovode do razvoja bolesti. Dugoročno gledano, to bi moglo poslužiti kao temelj za razvoj novih terapijskih pristupa u medicini.
- Ovi rezultati naglašavaju ulogu NAC kompleksa koji se veze na ribosom kao općenitog molekularnog kontrolnog centra koji je kljucan u svim aspektima proizvodnje biološki aktivnih proteina i njihove lokalizacije u stanici. Osim toga, naša otkrića će pridonijeti boljem razumijevanju kako poremećaji komponenti uključenih u modifikaciju proteina dovode do razvoja bolesti poput raka i neurodegenerativnih poremećaja, rekao nam je prof. Ban.
