Ученые открыли ключевые ферменты для создания более эффективных лекарств

Ферменты AliA и AliB важны для роста, формы клеток и подвижности Hfx. volcanii. Автор: Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63625-6

Многие лекарства и терапевтические средства, включая антибиотики и противоопухолевые препараты, должны проникать внутрь клеток, чтобы достичь своих целей и оказать эффект. Однако это представляет сложность, поскольку препараты часто с трудом преодолевают защитные мембраны клеток, разрушаются до достижения цели или не попадают в нужные клетки.

Липопротеины, тип липидно-якорных поверхностных белков, содержат белковый мотив или последовательность под названием липобокс, объясняет аспирант пятого курса биологии Юйжуй Хун. Эта последовательность служит сигналом для ферментов, осуществляющих липидацию — процесс присоединения липидов к белкам.

«Представьте липобокс как замок, — говорит Хун. — У бактерий есть особый ключ, чтобы открыть этот замок, и у архей тоже есть такой же замок, но вы не можете использовать тот же ключ, чтобы его открыть. Это говорит о том, что у архей должен быть особый механизм, чтобы создать свой собственный ключ».

Ученые знали о существовании этого замка у архей в течение 30 лет, но не могли идентифицировать ключ, отмечает Хун. Теперь она возглавила исследование, которое определило этот ключ: два фермента — AliA и AliB — отвечающие за прикрепление липопротеинов к мембранным липидам у архей. Статья опубликована в журнале Nature Communications.

«Мы можем использовать эту информацию, чтобы больше узнать об основах клеточной биологии архей, а также, надеюсь, перевести это в потенциальные биотехнологические применения», — говорит старший автор работы Меки Полшрёдер, профессор биологии в Школе искусств и наук.

Это связано с тем, что липиды архей формируют строительные блоки археосом — везикул с огромным потенциалом для доставки лекарств, вакцин и диагностики рака. Хун объясняет, что в отличие от их эквивалентов у бактерий, археосомы более стабильны — то есть они не так быстро разрушаются в экстремальных условиях, например, в человеческом желудке.

«Раскрыв, как поверхностные белки прикрепляются к липидам, это исследование прокладывает путь для создания археосом с настроенными поверхностными молекулами — такими как антитела или антигены — для точного нацеливания на определенные клетки, ткани или органы», — говорит Полшрёдер.

Исследователи также подтвердили, что липопротеины широко распространены среди архей, и обнаружили, что AliA и AliB важны для роста, формы клеток и подвижности модельного вида архей, которые они изучали, Hfx. volcanii.

Полшрёдер отмечает, что биоинформатический анализ Хун выявил другие белки, которые могут быть вовлечены в путь биогенеза липопротеинов архей, что станет следующим шагом для будущих исследований.

Еще одним направлением для будущих исследований, по словам Полшрёдера, является разделение различных функций AliA и AliB и их взаимодействия — новый уровень регуляции в биогенезе липопротеинов, не имеющий прецедентов как у архей, так и у бактерий.

Дополнительная информация: Yirui Hong et al, Uncovering the prevalence, key biogenesis enzymes, and biological significance of archaeal lipoproteins, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-63625-6