Mekaaninen rasitus säätelee proteiinin toimintaa

Julkaistu 2.5.2018 - 09:32

Tampereen yliopiston ja Imperial College Londonin tutkijat ovat yhteistyössä osoittaneet, että mekaaninen rasittaminen säätelee taliinin ja alfa-kateniinin rakennetta ja toimintaa.

Mekaanisen rasituksen alaisena nämä proteiinit siirtyvät osittain aukilaskostuneeseen rakennetilaan, joka koostuu kolmesta alfa-kierteestä.

Tutkimuksessa käytettiin molekyylidynamiikkasimulaatioita, geneettisesti muokattuja proteiineja ja yksittäisten molekyylien atomivoimamikroskopiaa proteiinien tutkimiseen.

Taliini ja alfa-kateniini ovat alfa-kierrerakennetta sisältäviä proteiineja, jotka ovat keskeisen tärkeitä solujen ja sidekudoksen välisten sekä solujen välisten rakenteiden muodostumisessa.

Näissä solujen vuorovaikutuksissa syntyvät mekaaniset viestit säätelevät näiden proteiinien toimintaa. Tämän vuoksi proteiinien mekaaninen kestävyys ja niiden käyttäytyminen mekaanisen rasituksen alaisina on keskeisen tärkeä tekijä niiden biologisen toiminnan säätelyssä.

Tutkimuksessa havaittiin, että nämä proteiinit purkautuvat mekaanisen rasituksen ansiosta yhteisen välimuotorakenteen kautta, joka muodostuu kolmesta alfa-kierteestä. Tämä välimuotorakenne on luultavasti tärkeä proteiinien toiminnalle ja mahdollistaa muiden proteiinien oikeanlaisen vuorovaikutuksen näiden proteiinien kanssa.

Tutkimus toteutettiin yhteistyönä Tampereen Yliopiston ja Imperial College Londonin kanssa niin, että Tampereella työskentelevät tutkijat vastasivat laskennallisesta tutkimuksesta ja Lontoossa työskentelevät tutkijat keskittyivät biofysikaalisiin laboratoriotutkimuksiin.

Lisätietoja tutkimuksesta:
Apulaisprofessori Vesa Hytönen, Tampereen Yliopisto, vesa.hytonen@uta.fi, +358 40 190 1517; Senior lecturer Dr. Armando del Rio Hernandez, Imperial College London, a.del-rio-hernandez@imperial.ac.uk, +44 207 594 5187.

Alkuperäinen julkaisu: Vasyl V. Mykuliak, Alexander William M. Haining, Magdaléna von Essen, Armando del Río Hernández, Vesa P. Hytönen. Mechanical unfolding reveals stable 3-helix intermediates in talin and α-catenin. PLOS Computational Biology, https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1006126