Co utrzymuje porządek interakcji między białkami?
Większość białek wytworzyła na drodze ewolucji zdolność przechodzenia ze stanów rozpuszczalnych do odrębnych i dobrze zdefiniowanych stanów funkcjonalnych w warunkach fizjologicznych. Najnowsze odkrycia wskazują, że nawet w warunkach fizjologicznych zagregowane stany białek mogą być bardziej termodynamicznie stabilne niż stany rodzime. Jednym z przykładowych może być wysoce uporządkowana forma amyloidu. Dowodzi ona kluczowego znaczenia czynników kinetycznych dla umożliwienia utrzymania homeostazy białka. Pomimo inherentnej tendencji białek do takich przekształceń in vitro, in vivo rzadko przekształcają się one w odbiegające od normy stany agregacyjne, takie jak w przypadku choroby Alzheimera i cukrzycy typu II. W ramach finansowanego ze środków UE projektu "Strukturalne i dynamiczne konstruowanie półproduktu amyloidogenicznego" (Amyloidintermediate) połączono doświadczenia wykorzystujące magnetyczny rezonans jądrowy (NMR) oraz symulacje dynamiki molekularnej, aby zidentyfikować czynniki umożliwiające większości białek unikanie agregacji w warunkach fizjologicznych. Partnerzy projektu wykorzystali acylfosfatazę uzyskaną z muszki owocowej (AcPDro2), aby zbadać molekularne strategie uczestniczące w procesie utrzymywania rozpuszczalności białka. Badanie było okazją do przeanalizowania różnic w strukturach, dynamice i powierzchniach energetycznych białka w stanie rozpuszczalnym oraz w stanie agregacji. Dzięki temu udało się określić naturę barier energetycznych, które powstrzymują zbiory białek od rozprzestrzeniania niebezpiecznych stanów sprzyjających agregacji w normalnych warunkach fizjologicznych. Odkryte bariery pozwalają białku utrzymać rozpuszczalność przy jednoczesnym przechodzeniu dynamicznych zmian funkcjonalnych oraz wyeliminować ryzyko nieprawidłowego zwinięcia i agregacji w niefunkcjonalne i potencjalnie toksyczne jednostki. Wyniki projektu Amyloidintermediate dostarczyły naukowcom wielu informacji na temat czynników odpowiedzialnych za rozwój chorób zwyrodnieniowych.