Sladki proteini

Ekipi raziskovalcev z univerze ETH v Zürichu je uspelo določiti strukturo pomembnega encima, ki v evkariontskih celicah na proteine pripnenja sladkorne enote.

Proteini so po osnovni definiciji polimerne strukture, ki jih gradi 20 različnih aminokislin. Med procesom translacije na ribosomu v celici se aminokisline v točno določenem zaporedju povežejo v dolgo verigo. Zaradi svojih fizikalno-kemijskih lastnosti veriga nato zavzame točno določeno tridimenzionalno strukturo, ki proteinu omogoča izvajanje funkcije, ki mu je namenjena.

A tu se zgodba še ne konča. Številni proteini se morajo še ustrezno modificirati. Evkariontske celice so med evolucijo razvile številne mehanizme za kemično modifikacijo aminokislin v strukturi proteina. Ena izmed najpogostejših tako imenovanih posttranslacijskih modifikacij je pripenjanje organskih molekul sladkorja – imenovana glikozilacija. Vezava sladkorjev na protein često igra zelo pomembno vlogo pri številnih celičnih procesih in pomembno vpliva na stabilnost same proteinske molekule.
 

Ekipi strukturnih biologov z univerze ETH je prvim uspelo določiti strukturo encima oligosaharil transferaze iz kvasovke saharomices cervizie. Gre za encim s ključno vlogo; katalizira pripenjanje sladkornih komponent na proteine. Encim se v evkariontski celici nahaja v membrani specializiranega celičnega organela endoplazemskega retikuluma. Ker je določitev strukture membranskih proteinov še posebej težavna in ker je oligosaharil transferaza kompleksno organizirana, so bili raziskovalci pri določitvi njene strukture do sedaj neuspešni.

Ključno vlogo pri uspešni določitvi strukture je tokrat odigrala uporaba tehnike krioelektronske mikroskopije, ki v strukturnobioloških sferah zadnja leta hitro pridobiva veljavo. Biološki vzorec se v posebnem postopku hipno zamrzne in nato se ga obstreljuje s curkom elektronov v krioelektronskem mikroskopu. Tako lahko ob znatni podpori računalniškega modeliranja pridobimo podatke o obliki in strukturi molekul v vzorcu. S pomočjo pridobljenih eksperimentalnih podatkov so raziskovalci v pričujoči študiji uspeli natančno določiti strukturo kvasovkine oligosaharil transferaze.

Dosežek predstavlja pomemben košček v mozaiku enega pomembnejših in še vedno ne povsem razumljenih celičnih procesov posttranslacijskih modifikacij proteinov. Pridobljena struktura encima iz kvasovke predstavlja tudi dober model za študije oligosaharil transferaze pri človeku, saj se tridimenzionalne zgradbe proteinov človeka in kvasovke med seboj ponavadi le malo razlikujejo.

S proteini se redno sladka tudi vajenec Uroš.

Vedoželjni bralec in iskalec si lahko članek "Structure of the yeast oligosaccharyltransferase complex gives insight into eukaryotic N-glycosylation" v izvorni obliki prebere v Science.