Загадка титина
Учёные ИТЭБ РАН обнаружили загадочную агрегацию гигантского белка титина
Учёные из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (ИТЭБ РАН) в подмосковном Пущине выяснили, что гигантский мышечный белок – титин – образует агрегаты, похожие на бета-амилоидные. Назначение этих агрегатов пока не известно. Не исключено, что они выполняют какие-то полезные функции.
Этим предположениям, а также объяснению тонкостей аналитического изучения титина посвящены две свежие публикации пущинских биологов в Journal of Biomolecular Structure and Dynamics и Biophysical reviews.
Титин (тайтин) – самый большой из известных белков живого организма. Его молекулярная масса доходит до четырех миллионов дальтон, молекула содержит 38 тысяч аминокислот. Он содержится в мышцах, обеспечивая их эластичность, усиливая сокращение. О существовании титина долго не подозревали, поскольку никто не мог представить белок размером несколько микрометров. Его обнаружили только в 1970-х годах методом электрофореза. С тех пор титином активно занимаются в мире. Одна из ведущих научных групп по его изучению работает в ИТЭБ РАН в Пущине.
Схема расположения титина в мышце и его размеры
(из статьи в Journal of Biomolecular Structure and Dynamics).
– Титин разрушает многие стереотипы, которые сложились в науке. Многие факты об этом белке вызывают удивление даже у биологов, – пояснил пресс-службе ИТЭБ РАН заведующий лабораторией структуры и функций мышечных белков, доктор биологических наук Иван Вихлянцев.
Титин ещё никто не получил целиком в виде отдельной молекулы. Обычно его разделают на домены или фрагменты. В лаборатории Ивана Вихлянцева научились работать с большими фрагментами титина и целой молекулой. Выяснилось, что титин легко протеолизируется, а также разрушается при нагревании. Это сильно осложняет работу с ним. Чтобы помочь другим учёным постичь тонкости работы с гигантским белком, его визуализации Иван Вихлянцев в соавторстве с профессором, доктором биологических наук Зоей Подлубной опубликовали обзор, подведя, таким образом, итог более чем десятилетней работы. Подлубная и Вихлянцев открыли в 2004 году самые большие изоформы титина в мышцах млекопитающих. Позднее они вместе с коллегами из Института медико-биологических проблем (лаборатория проф., д.б.н. Б.С. Шенкмана) изучали изменения титина во время космических полетов. Оказалось, что у космонавтов после длительных полётов число длинных фрагментов титина в мышцах уменьшалось, что говорило о развитии болезни. А, к примеру, у сусликов после спячки длинных фрагментов становилось даже больше, то есть их мышцы были здоровы.
Сейчас группа Вихлянцева вплотную занимается агрегатами титина, то есть свёрнутым состоянием белка.
– Мы показали, что агрегаты титина похожи на амилоидные агрегаты, которые сопровождают болезнь Альцгеймера. Считалось, что белковые агрегаты – это признак заболевания. Но в последнее время все больше обращают внимания на функциональные амилоиды, которые не связаны с болезнями, – прокомментировала работу первый автор статьи в «the Journal of Biomolecular Structure and Dynamics», магистр биологии, младший научный сотрудник Эльмира Якупова.
– Когда мы говорим про функциональные амилоиды, то нам не верят. Стереотип о том, что амилоиды – это плохо, сломать сложно, – добавляет Иван Вихлянцев.
Титин ещё никто не получил целиком в виде отдельной молекулы. Обычно его разделают на домены или фрагменты. В лаборатории Ивана Вихлянцева научились работать с большими фрагментами титина и целой молекулой. Выяснилось, что титин легко протеолизируется, а также разрушается при нагревании. Это сильно осложняет работу с ним. Чтобы помочь другим учёным постичь тонкости работы с гигантским белком, его визуализации Иван Вихлянцев в соавторстве с профессором, доктором биологических наук Зоей Подлубной опубликовали обзор, подведя, таким образом, итог более чем десятилетней работы. Подлубная и Вихлянцев открыли в 2004 году самые большие изоформы титина в мышцах млекопитающих. Позднее они вместе с коллегами из Института медико-биологических проблем (лаборатория проф., д.б.н. Б.С. Шенкмана) изучали изменения титина во время космических полетов. Оказалось, что у космонавтов после длительных полётов число длинных фрагментов титина в мышцах уменьшалось, что говорило о развитии болезни. А, к примеру, у сусликов после спячки длинных фрагментов становилось даже больше, то есть их мышцы были здоровы.
Сейчас группа Вихлянцева вплотную занимается агрегатами титина, то есть свёрнутым состоянием белка.
– Мы показали, что агрегаты титина похожи на амилоидные агрегаты, которые сопровождают болезнь Альцгеймера. Считалось, что белковые агрегаты – это признак заболевания. Но в последнее время все больше обращают внимания на функциональные амилоиды, которые не связаны с болезнями, – прокомментировала работу первый автор статьи в «the Journal of Biomolecular Structure and Dynamics», магистр биологии, младший научный сотрудник Эльмира Якупова.
– Когда мы говорим про функциональные амилоиды, то нам не верят. Стереотип о том, что амилоиды – это плохо, сломать сложно, – добавляет Иван Вихлянцев.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
12.07.2017