Главная / Новости здоровья / Неполное расщепление белков некоторых бактерий

Неполное расщепление белков некоторых бактерий

Неполное расщепление белков некоторых бактерий

Как показали эксперименты, проведенные исследователем Питером Ченом и аспирантом Робертом Воссом из Университета Амхерста штата Массачусетс, частичное расщепление ДНК бактерии Caulobacter crescentus требуется для сохранения её жизнедеятельности.

«Репликация ДНК является одним из наиболее контролируемых биологических процессов во всех организмах», – говорит Чен, доцент кафедры биохимии и молекулярной биологии Университета Амхерста штата Массачусетс. Чтобы выжить клетки людей и бактерий должны точно дублировать их геномы. Ключевую роль в процессах регуляции и управления за началом, завершением и устранением повреждений во время репликации ДНК, играют определенные белки.

«Деградация белка с помощью энергозависимой протеазы обычно приводит к полному разрушению белков-мишеней», – отметил Чен, – «Однако, в суровых условиях пробирки, эти протеазы могут привести к замедлению определенных мишеней. До недавних исследований Университета Амхерста штата Массачусетс, такой эффект никогда не отмечался внутри живой бактериальной клетки». В труде, опубликованном в этом месяце в Proceedings of the National Academy of Sciences, Чен и Восс сообщают о том, что:

Один из специализированных факторов репликации DnaX, частично расщепляется или разрушается на более короткие фрагменты с помощью энергозависимой протеазы ClpXP, которая генерирует фрагменты определенных размеров, необходимые для нормального роста бактерии Caulobacter.

Данное явление применимо к бактерии E.coli было определено 20 лет назад. Но в E.coli короткие фрагменты производились изменениями трансляции из-за ранней остановки рибосомы в определенной последовательности РНК. Эта последовательность РНК отсутствует во многих генах DnaX, в том числе и у бактерии Caulobacter, поэтому ученые полагали, что короткие DnaX существовали только у бактерий, таких как E. coli.

На основании предыдущих исследований, Чен и Восс, очистили эти белки и протестировали их активность на бактерии Caulobacter в естественных условиях, независимо от того, что протеин DnaX мог распадаться при помощи ClpXP протеазы. К их удивлению, ClpXP действительно определял ген DnaX, но лишь частично разложившийся на короткие фрагменты как in vitro, так и in vivo.

Кроме того, они обнаружили, что и длинные и короткие формы необходимы для нормального роста и, что короткая форма особенно важна для стойкости ДНК к повреждениям, а образование таких фрагментов не случайно, а запрограммировано.

«Новая работа Восса и Чена показала, что в некоторых бактериях, короткие формы DnaX произведенные с помощью протеолиза, приводят к критическим последствиям для клетки», – говорит биохимик. «Данный тип параллельной эволюции приводит к сходному белковому процессу, то есть образованию двух форм, с помощью радикально разных механизмов. Это говорит о том, что и длинные и короткие формы имеют решающее значение для всех бактерий», – добавляет он.

Разрушение белка энергозависимой протеазой обычно приводит к полному разрушению белков-мишеней, – отметил Чен. «До недавних пор, такой эффект никогда не наблюдался внутри живой бактериальной клетки», – добавляет он.

Чен сообщает, что данный режим частичного расщепления может применяться и к другим бактериям для генерации новых функции существующих белков и увеличения способности гена к кодированию различных функций белка. Данное исследование было выполнено при поддержке НИЗ Национального института общих медицинских наук и Университета Амхерста штата Массачусетс.


Источник: sciencedaily.com

Смотрите также:

Мед312.ру