Onderzoekers van de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign hebben nieuwe details ontdekt over hoe een eiwitscharnier de overdracht van eiwitten naar cellen vergemakkelijkt. Hun bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications, bieden inzicht in cellulaire mechanismen die voor therapeutische doeleinden kunnen worden benut.

Eiwitten zijn essentiële moleculen die verschillende functies in cellen vervullen. Sommige eiwitten moeten van buitenaf naar de cellen worden getransporteerd, en dit proces omvat vaak de passage van eiwitten door een eiwitkanaal dat bekend staat als een translocon. Translocons bevatten een flexibel scharniergebied waardoor ze tijdens de eiwitoverdracht conformationele veranderingen kunnen ondergaan.

In deze studie concentreerden de onderzoekers zich op het SecYEG-translocon, dat betrokken is bij de overdracht van secretoire en membraaneiwitten naar bacteriële cellen. Ze gebruikten een combinatie van technieken, waaronder moleculaire dynamica-simulaties en metingen van afzonderlijke moleculen, om de rol van het flexibele scharnier bij de eiwitoverdracht te onderzoeken.

De onderzoekers ontdekten dat de flexibiliteit van het scharnier cruciaal is voor de translocon om verschillende conformaties te bemonsteren, waardoor het de doorgang van verschillende eiwitsubstraten mogelijk maakt. Ze merkten ook op dat de flexibiliteit van het scharnier de snelheid van de eiwitoverdracht beïnvloedde, waarbij stijvere scharnieren tot langzamere overdrachtsnelheden leidden.

Bovendien identificeerden de onderzoekers specifieke aminozuurresiduen in het scharniergebied die essentieel waren voor het behoud van de flexibiliteit en functie van het scharnier. Mutaties in deze residuen resulteerden in een verminderde eiwitoverdracht, wat hun cruciale rol in het transloconmechanisme benadrukte.

De bevindingen van deze studie bieden een dieper inzicht in de moleculaire mechanismen die betrokken zijn bij de eiwitoverdracht door het celmembraan. Door de rol van het flexibele scharnier in de SecYEG-translocon op te helderen, hebben de onderzoekers potentiële doelwitten blootgelegd voor de ontwikkeling van therapeutische strategieën gericht op het moduleren van eiwittransport.

Bovendien kunnen de inzichten uit dit onderzoek ook bijdragen aan het rationeel ontwerp van kunstmatige translocon-systemen voor biotechnologische toepassingen, zoals de productie van therapeutische eiwitten.