Mitokondrioiden tuottama adenosiinitrifosfaatti (ATP) on solujen kemiallisten reaktioiden pääasiallinen energianlähde. Ihmiskeho tuottaa jopa oman painonsa verran ATP:tä vuorokauden aikana, ja se käytetään erilaisissa solujen kemiallisissa prosesseissa. Monissa soluissamme suurin ATP:n käyttäjä on proteiini-säikeistä koostuva koneisto, nimeltään aktiini-tukiranka. Tämä dynaaminen koneisto tuottaa voiman muun muassa solujen liikkumiselle ja muodonmuutoksille. Esimerkiksi hermosoluissa ja veren valkosoluissa jopa puolet ATP:stä käytetään aktiini-riippuvaisiin toimintoihin. Kuitenkin mekanismi, jolla ATP-molekyylit ladataan aktiiniin, on pysynyt mysteerinä.
Helsingin yliopiston Biotekniikan instituutin tutkijat ovat nyt osoittaneet, että kaikista aitotumallisista organismeista löytyvä proteiini, nimeltään syklaasiin-assosioituva-proteiini, on vastuussa ATP-molekyylien lataamisesta aktiiniin, ja näin ollen aktiinin muuntamisesta sellaiseen muotoon että se pystyy tuottamaan voimaa solujen liikkumiselle ja muodonmuutoksille.
"Muutokset syklaasiin-assosioituvan-proteiinin tasoissa ovat tyypillisiä useissa syövissä. Rakennebiologinen työmme saattaa avata uusia mahdollisuuksia sellaisten yhdisteiden suunnittelulle, jotka hidastaisivat syöpäsolujen aktiini-riippuvaista liikkumista” kertoo tutkijatohtori Konstantin Kogan Biotekniikan instituutista
Käyttämällä röntgensäde-kristallografiaa ja tietokonesimulaatioita, tutkijat ratkaisivat myös atomitason rakenteen aktiinista yhdessä syklaasiin-assosioituvan-proteiinin kanssa, ja selvittivät molekylaarisen mekanismin jolla syklaasiin-assosioituva-proteiini lataa ATP-molekyylejä aktiiniin.
"Nämä löydökset paljastavat miten ATP ladataan aktiiniin soluissamme, ja lisäksi selittävät miksi syklaasiin-assosioituva-proteiini löytyy kaikista aitotumallisista soluista, ja on niin tärkeä aitotumallisten organismien elämälle”, sanoo väitöskirjatutkija Tommi Kotila Biotekniikan instituutista.
Alkuperäinen artikkeli:
Structural basis of actin monomer re-charging by cyclase-associated protein
Tommi Kotila*, Konstantin Kogan*, Giray Enkavi, Siyang Guo, Ilpo Vattulainen, Bruce L. Goode & Pekka Lappalainen (*in equal contribution), Nature Communications, 9:1892 (14 May 2018), DOI: 10.1038/s41467-018-04231-7
Linkki artikkeliin: www.nature.com/articles/s41467-018-04231-7