Ученые раскрыли механизм клеточного контроля качества при синтезе белков

Когда клетки производят aGPCRs — наши клеточные датчики силы — рецепторы разделяются на две части. Теперь показано, что им требуется помощь для завершения этого расщепления перед транспортировкой к поверхности клетки. Автор: Инь Кван Чунг

Исследователи из Лейпцигского университета и Университета Мартина Лютера Галле-Виттенберг изучили ранее неизвестный процесс, происходящий во время синтеза белков в клетке. Они исследовали, как так называемые адгезионные G-белковые сопряженные рецепторы (aGPCRs) расщепляются на две части.

Это саморасщепление происходит в области белка, известной как GAIN-домен, который считается критически важным для способности рецептора обнаруживать и передавать сигналы. Саморасщепление действует как своего рода встроенный контроль качества: только правильно расщепленные рецепторы могут покинуть «клеточную фабрику» и достичь поверхности.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Клетки постоянно отслеживают свое окружение и обнаруживают химические и механические сигналы, которые контролируют жизненно важные функции, такие как движение, рост и коммуникация. aGPCRs — особая семья поверхностных молекул — действуют как механические датчики силы и играют ключевую роль в процессах от роста мышц до формирования нейронных сетей в мозге.

Неправильно функционирующие aGPCRs могут вызывать серьезные заболевания, такие как аллергии, шизофрения и рак.

Исследовательские группы под руководством профессора Тобиаса Лангенхана с медицинского факультета Лейпцигского университета и профессора Андреа Зинц из Института фармации Университета Мартина Лютера Галле-Виттенберг обнаружили, что другая часть рецептора — так называемая семи-трансмембранная (7TM) область — играет решающую вспомогательную роль в процессе расщепления.

Она не только стабилизирует GAIN-домен, но и помогает правильно позиционировать его внутри белкового производственного аппарата клетки. Кроме того, команды идентифицировали молекулы-помощники в клетке, которые взаимодействуют с рецептором во время этого процесса. К ним относятся ферменты, которые добавляют сахарные группы к вновь образованному белку.

«Вместе эти факторы обеспечивают эффективное протекание саморасщепления рецептора. Примечательно, что рецепторы, которые не способны к саморасщеплению, могут задерживаться внутри клетки и не достигают поверхности, где они необходимы для приема сигналов из внешней среды», — говорит профессор Тобиас Лангенхан.

Эти находки предполагают, что саморасщепление функционирует как встроенный механизм контроля качества внутри клетки. Это открытие открывает новые направления исследований того, как реализуется эта контрольная точка и какую роль она играет в развитии определенных медицинских состояний.

Адгезионные G-белковые сопряженные рецепторы представляют особый интерес для современной медицины — они участвуют в таких разнообразных процессах, как иммунный ответ, развитие нервной системы и регенерация тканей. Понимание механизмов их контроля качества может в будущем привести к разработке новых терапевтических подходов для лечения заболеваний, связанных с нарушением работы этих рецепторов.

Больше информации: Yin Kwan Chung et al, Self-cleavage of the GAIN domain of adhesion G protein-coupled receptors requires multiple domain-extrinsic factors, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-64589-3