Учёные раскрыли, как ацетилирование регулирует ключевой фермент, связанный с ростом рака

Исследователи из Университета Севильи совместно с коллегами из Университета Бен-Гуриона в Негеве идентифицировали молекулярные детали регуляции ключевого фермента метаболизма сахаров — пируваткиназы. Результаты работы, проведённой под руководством профессора Ирене Диас Морено и профессора Эяля Арбели, были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

В статье учёные показали, как обратимая химическая модификация — ацетилирование, выступающая в роли тонкого клеточного регуляторного механизма, влияет на динамику и функцию пируваткиназы. В здоровых клетках такие маркеры позволяют точно настраивать метаболизм в ответ на условия окружающей среды. Однако при патологиях, например, при раке, потеря этого контрольного механизма может перенаправить метаболический поток и способствовать неконтролируемому делению клеток.

«Понимание молекулярных механизмов, которые тонко и точно регулируют работу пируваткиназы, приближает нас к расшифровке метаболических изменений, движущих пролиферацией раковых клеток», — поясняет профессор Ирене Диас-Морено из Института химических исследований Научно-исследовательского центра Исла-де-ла-Картуха.

Пируваткиназа существует в двух вариантах: PKM1, связанный с тканями взрослого организма, и PKM2, присутствующий как во взрослых, так и в эмбриональных тканях. Используя комбинацию биохимических, биофизических, структурных методов и компьютерного моделирования, авторы работы продемонстрировали, что ацетилирование в определённых позициях пируваткиназы подавляет её функцию и снижает стабильность фермента. Кроме того, исследователи обнаружили, что определённые ацетилирования по-разному влияют на каждый из вариантов, раскрывая специфические регуляторные механизмы.

В совокупности эти открытия помогают понять, как регулируется этот ключевой метаболический фермент на молекулярном уровне, и предоставляют важную информацию для интерпретации его функционального поведения в таких контекстах, как рак, где потеря контроля над действием пируваткиназы способствует клеточной пролиферации.

ИИ: Это фундаментальное исследование открывает новые горизонты в понимании метаболических основ онкологических заболеваний. Расшифровка тонких механизмов регуляции пируваткиназы может в перспективе стать основой для разработки таргетных терапевтических стратегий, направленных на «нормализацию» метаболизма раковых клеток, что является одним из самых перспективных направлений в современной онкологии.