Метка убийцы – какой гликоген будет уничтожен?

Новости

Nature: обнаружен белок, напрямую снижающий уровень сахара в организме..

Ученые выяснили, что особый белок убиквитин способен напрямую «помечать» запасы сахара в организме — гликоген — и запускать его расщепление, тем самым снижая уровень глюкозы. К такому выводу пришли исследователи из Института медицинских исследований Уолтера и Элизы Холл (Австралия). Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Ранее считалось, что обмен гликогена — основной формы хранения сахара — полностью описан и регулируется классическими биохимическими путями. Однако новая работа показала существование альтернативного механизма, который позволяет организму гибко контролировать запасы энергии.

Ключевую роль в этом процессе играет убиквитин — белок, известный своей функцией «маркировки» поврежденных или ненужных молекул для их последующего разрушения. Впервые ученые продемонстрировали, что он способен связываться не только с белками, но и с углеводами, в частности с гликогеном.

Эксперименты на мышах показали, что в состоянии голода, когда организму требуется энергия, уровень гликогена снижается, а количество убиквитиновых «меток» на нем увеличивается. Это указывает на то, что данный механизм напрямую участвует в запуске расщепления запасов сахара.

Дополнительные исследования подтвердили: усиление этого процесса приводит к снижению содержания гликогена в клетках. По словам авторов, это свидетельствует о возможности целенаправленно воздействовать на накопление сахара в организме.

Открытие может иметь важное значение для лечения заболеваний, связанных с нарушением углеводного обмена. Речь идет как о редких болезнях накопления гликогена, так и о более распространенных состояниях — включая диабет, ожирение, а также заболевания печени и сердечно-сосудистой системы.

Авторы подчеркивают, что современные препараты, такие как «Оземпик», воздействуют на уровень сахара косвенно — через гормональные механизмы. Новый подход потенциально позволит влиять на саму причину накопления глюкозы — гликоген.

Далее приводим абстракт научной части текста статьи:

Убиквитинирование гликогена и метаболитов в клетках и тканях

Убиквитин-зависимая передача сигналов охватывает широкий спектр модификаций белков, но ее значение все еще может быть недооценено из-за наличия небелковых субстратов, таких как сахара, липиды и нуклеотиды. Количество убиквитинированных небелковых субстратов, их распространенность и клеточные функции в настоящее время неясны, поскольку современные методы убиквитиномики и протеомики не позволяют выявить небелковые модификации. Мы представляем метод NoPro-clipping (от англ. non-protein Ub-clipping — «обрезка небелковых убиквитинов») на основе масс-спектрометрии, который сочетает в себе убиквитин-клиппазу и сортинг-мечение. Целенаправленные и нецеленаправленные методы исследования открывают новые возможности для изучения модификаций убиквитина в клетках млекопитающих, а также в тканях мышей и человека. У мышей убиквитинированный гликоген обнаруживается во всех тканях, содержащих гликоген, но больше всего его в печени и скелетных мышцах. Убиквитинирование может доставлять гликоген в лизосомы и приводить к снижению его уровня. Убиквитинирование гликогена нарушается при болезнях накопления гликогена и регулируется системой Met1-полиубиквитин. Поразительно, но истощение запасов гликогена в печени во время голодания совпадает с усилением убиквитинирования гликогена, что позволяет предположить, что убиквитин — ранее неизвестный компонент физиологического катаболизма гликогена. Мы также выявили убиквитинирование эндогенного глицерина и спермина в клетках и тканях. Таким образом, метод NoPro-clipping позволяет обнаружить неожиданные эндогенные небелковые мишени для убиквитинирования, расширяя роль убиквитина с модификатора белков до универсального модификатора биомолекул.

Поделиться ссылкой: