Gli scienziati hanno rivelato la struttura a livello atomico di un complesso molecolare responsabile della modifica delle proteine, forse aprendo la strada allo sviluppo di nuovi farmaci per il cancro e una miriade di altre malattie.

Il complesso, noto come OST, è un attore chiave nella glicosilazione delle proteine, un processo cellulare diffuso che è intimamente legato a numerose funzioni del corpo umano. Agisce aggiungendo alle proteine ​​zuccheri chiamati glicani, influenzando la loro forma e, di conseguenza, la loro funzione.

"La determinazione della struttura a livello atomico di OST è una svolta nella glicobiologia, " disse Huilin Li, dottorato di ricerca, un professore al Van Andel Research Institute (VARI) e autore senior di uno studio che descrive la struttura di OST pubblicato oggi in Natura . "Come enzima chiave nel percorso di biosintesi del glicano legato all'N, L'OST è importante sia per la salute che per la malattia. Speriamo che questi risultati portino a terapie che cambiano la vita per il cancro e molti altri disturbi".

La maggior parte delle proteine ​​modificate da OST sono secrete o vengono incorporate nella membrana della superficie cellulare, dove fungono da condotto tra la cellula e il suo ambiente. La loro esposizione all'ambiente circostante le cellule e la presenza di glicani li rendono bersagli ideali per nuovi farmaci, che spesso usano le firme chimiche specifiche dei glicani per concentrarsi su una cellula cancerosa, Per esempio.

Sebbene l'OST sia stato scoperto molti decenni fa, la sua struttura è rimasta poco chiara. La struttura atomica dell'OST descritta nell'articolo di oggi proviene dal lievito di birra, un modello semplice ed elegante per la ricerca biomedica.

A differenza di altri complessi che sono assemblati da interazioni tra proteine, le otto proteine ​​di membrana che compongono l'OST sono in gran parte "incollate" insieme da sette molecole di fosfolipidi al centro della sua struttura. Questi lipidi hanno reso il complesso difficile da purificare per l'analisi strutturale.

"La complessità e la novità della struttura di OST è davvero notevole, " disse Lin Bai, dottorato di ricerca, un ricercatore senior nel laboratorio di Li e primo autore del documento. "La struttura è il culmine di oltre un decennio di lavoro, e fornisce un'importante chiarezza e comprensione di un processo cellulare comune che colpisce metà delle proteine ​​nel corpo umano".

La struttura suggerisce ruoli funzionali per le sue otto proteine ​​componenti, che sono stati reclutati nel nucleo enzimatico catalitico nel corso di miliardi di anni di evoluzione. È stato scoperto che alcune di queste proteine ​​riconoscono il glicano del substrato donatore o le proteine ​​accettore, mentre altri si coordinano con la sintesi proteica e il meccanismo di traslocazione proteica, processi vitali per il mantenimento della vita.

La struttura rivela anche i principali siti di reazione che possono essere presi di mira da farmaci progettati per correggere le disfunzioni in malattie come il cancro.

L'OST è la terza struttura molecolare ad essere acquisita dalla David Van Andel Advanced Cryo-Electron Microscopy Suite all'avanguardia dell'Istituto, che consente agli scienziati di visualizzare alcuni dei più piccoli componenti della vita con dettagli squisiti. Il più grande microscopio di VARI, il Titano Krios, è uno dei meno di 120 al mondo ed è così potente da poter visualizzare le molecole a livello atomico, fino a 1/10, 000esimo della larghezza di un capello umano.