Трудно недооценить важность теломеразы, фермента, который является признаком как старения, так и неконтролируемого деления клеток, связанного с раком. Пытаясь понять и контролировать активность теломеразы, исследователи из Института Вистар обнаружили белок "мотив," названный TFLY, который имеет решающее значение для функции теломеразы. Они обнаружили, что изменение этого мотива нарушает функцию теломеразы, что, по их мнению, поможет им в их усилиях по идентификации ингибиторов теломеразы с потенциальными терапевтическими свойствами против рака.
Их выводы опубликованы в выпуске журнала Structure от 8 октября, который доступен сейчас в Интернете.
"Теломераза – это уникальный комплекс белок-РНК, в котором белковая субъединица использует свой РНК-компонент в качестве матрицы для добавления идентичных фрагментов ДНК на конец хромосом," сказал Эммануэль Скордалакес, доктор философии.D., адъюнкт-профессор программы экспрессии и регуляции генов онкологического центра Wistar, назначенного NCI. "Мы определили мотив в белковом компоненте теломеразы, который контролирует, как фермент осуществляет свою активность у позвоночных, таких как мы."
"Если вы нарушите этот сегмент белка, изменив его аминокислотную последовательность, вы нарушите способность теломеразы функционировать," Скордалакес объяснил. "Очевидно, эта информация может быть использована в наших усилиях по выявлению лекарственных препаратов, убивающих раковые клетки за счет воздействия на активность теломеразы."
Теломераза – это фермент, который реплицирует концы хромосом (участки ДНК, называемые теломерами), заменяя ДНК, потерянную при копировании хромосом до деления клетки, и, следовательно, поддерживая стабильность генома. Он выполняет эту важную функцию в эмбриональном развитии, выращивании организмов и в нескольких специализированных линиях взрослых клеток, включая стволовые клетки.
Однако в большинстве нормальных взрослых клеток теломераза почти полностью отключена, чтобы предотвратить опасность неконтролируемой пролиферации клеток. Без теломеразы взрослые клетки стареют (стареют) примерно после 50-55 раундов клеточного деления, потому что теломеры становятся слишком короткими, чтобы обеспечить буфер, необходимый для защиты концов хромосом и стабилизации генетического кода клетки.
В настоящее время установлено, что почти в 90% случаев рака развивается способ реактивации теломеразы как средства выживания. Подавление функции теломеразы рассматривается как идеальный способ притормозить широкий спектр видов рака. По словам Скордалакса, одним из способов сделать это было бы разрушить комплекс белковой РНК, который составляет ядро фермента теломеразы. РНК-связывающий домен (TRBD) теломеразы является важным компонентом этого процесса и, следовательно, способности фермента работать.
В 2007 году лаборатория Skordalakes первой получила трехмерную структуру TRBD. С тех пор его команда создала молекулярные ингибиторы для нацеливания на карманы связывания РНК TRBD в качестве средства ингибирования ферментативной активности теломеразы.
Настоящее исследование возникло, когда лаборатория Skordalakes стремилась лучше понять роль TRBD в функции теломеразы. Они сконструировали усеченную версию белковой субъединицы теломеразы позвоночных, состоящую из TRBD и консервативной части N-концевой области белка. В этой части они идентифицировали TFLY, консервативный элемент, который, как они показали, участвует в связывании РНК-компонента теломеразы, и это взаимодействие важно для сборки и активности теломеразного белка и РНК.
"Этот мотив TFLY составляет значительную часть связывающего кармана, который позволяет ферменту захватывать матрицу РНК и направлять ее к активному центру фермента для катализа," Skordalakes сказал, "но он также способствует стабильной ассоциации белка с его РНК-компонентом, таким образом образуя полнофункциональный фермент теломеразу."