Odkryto trójwymiarową strukturę receptora plemnikowego u ssaków
Naukowcy z Instytutu Karolińskiego w Szwecji odkryli trójwymiarową (3D) budowę białka bezpośrednio zaangażowanego w wiązanie komórka jajowa-plemnik. Odkrycie ma ogromne znaczenie dla medycyny reprodukcyjnej człowieka i może być wykorzystane do opracowania nowatorskich, niehormonalnych środków antykoncepcyjnych. Wyniki badań, sfinansowanych w części przez UE w ramach europejskich grantów reintegracyjnych Marie Curie, opublikowano w czasopiśmie Nature. Osłonka komórki jajowej ssaków, zwana osłonką przejrzystą (ZP) odgrywa główną rolę w zapłodnieniu i zapobiega przedostaniu się więcej niż jednego plemnika do komórki jajowej. Białka ZP u myszy, nazywane ZP2 i ZP3, działają jak receptory plemnikowe w czasie zapłodnienia. Zawierają wspólną sekwencję, która umożliwia im tworzenie osłonki komórki jajowej - układu witek, który całkowicie otacza komórkę jajową. Białka ZP mają obszar zwany domeną ZP, której mutacje mogą prowadzić do poważnych zaburzeń, w tym do niepłodności, głuchoty i niektórych form nowotworów. Niezwykle trudno było ustalić dokładną strukturę białek zawierających domenę ZP ze względu na ich dynamiczny charakter. Z uwagi na złożoność ich budowy, badanie wyłącznie sekwencji aminokwasowej nie byłoby wystarczające do stworzenia należytego opisu niepowtarzalnych cech domeny ZP. "ZP3 zidentyfikowano niemal 30 lat temu, ale uzyskanie informacji strukturalnej na temat tego kluczowego białka reprodukcyjnego stanowiło wyzwanie techniczne z powodu jego wysokiej heterogeniczności" - wyjaśnił Luca Jovine, kierownik naukowy. W czasie ostatnich badań naukowcy opisali w wysokiej rozdzielczości trójwymiarową strukturę najważniejszej części ZP3 za pomocą techniki krystalografii rentgenowskiej. Dzięki odkryciu struktury w niespotykanych dotąd szczegółach, naukowcy wykazali, że część domeny ZP, a mianowicie ZP-N, formuje się w nowatorski sposób przypominający przeciwciała (niemniej całkowicie odmienny pod względem formy). Wedle wyników badania, odkrycie pokazuje, że ZP-N jest niezależną domeną i odrębnym podtypem nadrodziny białek immunoglobulinopodobnych. Nadrodzina białek immunoglobulinopodobnych (IgSF) to grupa białek zaangażowanych w procesy rozpoznawania, wiązania i adhezyjności komórek. Niektóre cechy budowy tych białek są takie same jak w przypadku przeciwciał, w tym domena znana jako obszar immunoglobulinowy (lub fałd). Domeny te mają budowę warstwową złożoną z dwóch warstw włókien beta. Naukowcy odkryli, że dwie trzecie ZP-N składa się z włókien beta powiązanych pętlami różnej długości i różnego kształtu tworzących strukturę warstwową, podobną do tej odkrytej w białkach immunoglobulinopodobnych, ale posiadającą cechy wyróżniające. Naukowcy są przekonani, że ich metody będzie można wykorzystać w przyszłości do scharakteryzowania obszaru ZP3, ważnego dla procesu polimeryzacji. Takie osiągnięcie znacznie pogłębiłoby naszą wiedzę na temat płodności człowieka. Może również przyczynić się do opracowania nowatorskich, specjalistycznych, niehormonalnych środków antykoncepcyjnych. "Proces zapłodnienia u ssaków wiąże się z szeregiem niezwykle złożonych zdarzeń. Nasze odkrycie otwiera drogę do przyszłych badań nad tym fascynującym zagadnieniem, pokazując pierwszą migawkę z początków życia w rozdzielczości atomowej" - powiedział dr Jovine. Opis ZP-N dostarczył również nowych informacji na temat molekularnych podstaw chorób człowieka związanych z ZP. "Budowa ZP3 ZP-N daje pierwszy wgląd w podstawy płodności ssaków w rozdzielczości atomowej" - czytamy w podsumowaniu wyników badań. "Z uwagi na fakt, że wiele patologicznych mutacji innych białek domeny ZP zachodzi w ZP-N, niniejsze badania są ważne nie tylko dla medycyny reprodukcyjnej, ale również dla poważnych chorób człowieka takich jak głuchota izolowana czy zaburzenia nerkowe i naczyniowe."
Kraje
Szwecja