Дослідники вперше представили реальний вигляд мітохондріального білка, тісно пов’язаного з хворобою Паркінсона, розкривши ключові деталі його несправності та її критичної ролі у прогресуванні захворювання.
Вчені вже понад два десятиліття знають, що мутації в гені білка PTEN-induced putative kinase 1 (PINK1) можуть викликати ранній початок хвороби Паркінсона, але механізми цього процесу залишалися загадкою.
Команда науковців з Інституту медичних досліджень Волтера та Елізи Холл (WEHI) в Австралії використала передові методи візуалізації, щоб не лише визначити структуру PINK1, а й показати, як цей білок прикріплюється до мітохондрій і активується.
“Це важливий прорив у дослідженнях хвороби Паркінсона”, — зазначає медичний біолог WEHI Девід Командер. “Нам вдалося вперше побачити PINK1 і зрозуміти, як він зв’язується з мітохондріями. Наша структура розкриває безліч нових способів модифікації PINK1, що може змінити життя людей із цим захворюванням.”
PINK1 виконує важливу функцію з підтримки клітинної енергії. У здорових мітохондріях цей білок проходить крізь зовнішню та внутрішню мембрани та зникає з поля зору.
Однак у пошкоджених мітохондріях PINK1 затримується на середині шляху та позначає клітинну “електростанцію” для видалення, використовуючи хімічний сигнал — убіквітин. Якщо мутації порушують роботу PINK1, дефектні мітохондрії не видаляються, що призводить до клітинної дисфункції.
Оскільки нейрони споживають велику кількість енергії, важливо своєчасно замінювати неефективні мітохондрії, щоб запобігти нейродегенеративним процесам, пов’язаним із хворобою Паркінсона.
Науковці використовували кріоелектронну мікроскопію та мас-спектрометрію, щоб детально дослідити PINK1 і мітохондрії, виявивши, що їхнє з’єднання відбувається через специфічний білковий комплекс TOM-VDAC.
Хоча це лише початковий етап досліджень, якщо вченим вдасться відновити функціональність PINK1, це може допомогти знизити ризик розвитку хвороби Паркінсона або уповільнити її прогресування.
“Вперше ми побачили людський PINK1, закріплений на поверхні пошкоджених мітохондрій, і це відкриття допомогло виявити унікальний набір білків, які формують місце його зв’язування”, — каже біохімік WEHI Сільві Кальєгарі.
“Також ми вперше спостерігали, як мутації, характерні для пацієнтів із хворобою Паркінсона, впливають на PINK1.”
Хвороба Паркінсона є складним захворюванням із багатьма причинами, але вивчення таких білків, як PINK1, допомагає знайти спільні механізми розвитку хвороби та можливі шляхи її лікування.
