Дослідники з Пенсільванського університету розкрили, як ферменти сиртуїну взаємодіють з нуклеосомами, регулюючи старіння і метаболічні процеси. Їх результати, отримані за допомогою кріоелектронної мікроскопії, можуть допомогти в розробці ліків, націлених на сиртуїни для біомедичного застосування.
Нове наукове дослідження дозволяє зрозуміти, як фермент, який допомагає регулювати старіння і інші метаболічні процеси, отримує доступ до нашого генетичного матеріалу для модуляції експресії генів в клітці. Команда, очолювана дослідниками з Пенсільванського університету, створила зображення ферменту сиртуїну, пов’язаного з нуклеосомою — щільно упакованим комплексом ДНК і білків, званих гістонами, — показують, як фермент переміщається по комплексу нуклеосом для доступу як до ДНК, так і до гістонових білків, і роз’яснюють, як він функціонує у людей і інших тварин.
Стаття з описом результатів була опублікована в журналі Science Advances.
Сіртуїни — це тип ферменту, що виявляється в організмах, починаючи від бактерій і закінчуючи людиною, які відіграють важливу роль в старінні, виявленні пошкоджень ДНК і придушенні пухлин при різних видах раку. Через ці різноманітних функцій фармацевтичні компанії вивчають їх потенціал для біомедичних застосувань. Багато зусиль було зосереджено на здатності деяких сиртуїнів знижувати експресію генів шляхом видалення хімічного прапора з гістонових білків.
“ Ми візуалізували фермент сіртуіна під назвою SIRT6 на його фізіологічно значущому субстраті — всієї нуклеосоме, — сказав Жан-Пол Армаш, доцент кафедри біохімії і молекулярної біології Пенсільванського державного університету і автор статті. — І ми виявили, що SIRT6 взаємодіє з декількома частинами нуклеосоми, а не тільки з гістоном, де повинен бути змінений ацетильний прапор ”.
Використовуючи потужний метод візуалізації, званий кріоелектронної мікроскопією, за допомогою інструментів кріоелектронного мікроскопічного центру Пенсільванського державного університету, Національного інституту раку і Тихоокеанського Північно-Західного кріо-ЕМ-центру, дослідники визначили, як SIRT6 позиціонує себе в нуклеосоме, щоб видалити ацетильну групу з положення K9 на гістоні під назвою H3. Наступні біохімічні експерименти — у співпраці з лабораторією Крейга Пітерсона в Медичній школі Массачусетського університету імені Чана — допомогли підтвердити їх результати.
Дослідники виявили, що SIRT6 зв’язується з нуклеосомою, використовуючи тип з’єднання, званий “ аргініновим якорем ”. Цей тип зв’язування, описаний лабораторією Тана в 2014 році, використовується різними білками, які націлені на особливо кислотну ділянку на поверхні нуклеосоми. В цьому випадку структурна особливість SIRT6, звана подовженою петлею, розташовується в поглибленні кислотного шару, щось на зразок труби, що лежить в канаві.
“ SIRT6 зв’язується з частково розгорнутої нуклеосомою, при цьому ДНК зміщується з кінця нуклеосоми, — сказав Армаш. — Це оголює положення K56, і цілком можливо, що SIRT6 може істотно нахилитися, щоб досягти цього положення. Ми хотіли б підтвердити цю гіпотезу в майбутньому. Ми також сподіваємося вивчити, як SIRT6 працює поряд з іншими ферментами, і краще зрозуміти його роль в реакції на пошкодження ДНК ”.
Матеріали новинного характеру не можна прирівнювати до призначення лікаря. Перед прийняттям рішення порадьтеся з фахівцем.
