Международный коллектив учёных под руководством профессора МГУ Алексея Белогурова в сотрудничестве с Нобелевским лауреатом Аароном Чехановером впервые детально описал внутриклеточный метаболизм белка убиквитина. Результаты исследования свидетельствуют о том, что убиквитин является уникальным внутриклеточным сигналом, не имеющим себе равных по разнообразию, универсальности и рациональности использования. Работа опубликована 5 марта 2021 года в журнале Cell Chemical Biology.
Убиквитин-протеасомная система, состоящая из более чем 1000 белков, поддерживает внутриклеточный метаболизм по крайней мере половины клеточного протеома и имеет критическое значение для функционирования любой без исключения эукариотической клетки. Абсолютное большинство белков распознается протеолитической машиной (протеасомой) только вместе с цепочкой из молекул убиквитина. «Несмотря на интенсивное изучение этой важнейшей клеточной машинерии на протяжении последних трех десятков лет, метаболизм самого убиквитина до сих пор был загадкой», – рассказал профессор кафедры фармацевтической технологии факультета фундаментальной медицины МГУ, заведующий лабораторией белков гормональной регуляции Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН Алексей Белогуров.
Коллектив учёных под руководством Алексея Белогурова в сотрудничестве с Нобелевским лауреатом Аароном Чехановером определил несколько фундаментальных характеристик метаболизма убиквитина в клетках млекопитающих, включая период полураспада и внутриклеточный оборот, среднее количество остатков убиквитина на субстрат, а также стабильность дифференциально связанных полиубиквитиновых цепей и частоту гибели убиквитина при встрече с протеасомой. Примененная методика флуоресцентного слежения позволяет наблюдать за системой внутриклеточной деградации белков в режиме реального времени и на качественно новом уровне.
«Все существующие на сегодняшний момент методики изучения метаболизма белков, к сожалению, неприменимы в случае убиквитина из-за его уникальных свойств, в том числе малого размера и способности присоединяться к тысячам белков под воздействием сотен специфических лигаз. Адаптированная нами методика прижизненного сайт-специфического мечения белков позволила проследить весь жизненный цикл этого важнейшего белка», – добавила первый автор опубликованной работы, научный сотрудник лаборатории белков гормональной регуляции ИБХ РАН Анна Кудряева.