Биотехнологи из Москвы расширили знания о транспортном белке STARD3

Исследование структуры белка из шелкопряда помогло российским биотехнологам из федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук (ФИЦ Биотехнологии РАН) узнать больше о транспортном белке STARD3, который способствует накоплению каротиноидов в сетчатке человеческого глаза и защищает ее от окислительного стресса. Работа проводилась при поддержке нацпроекта «Наука и университеты», сообщили в пресс-службе исследовательского центра.

Семейство стероидогенных регуляторных белков (steroidogenic acute regulatory lipid transfer или START) отвечает за транспортировку различных нерастворимых в воде субстанций между разными тканями, клетками и частями клеток эукариот. В структуре каждого такого белка образуется специальная полость, внутри которой связывается молекула липида. Минимальный фрагмент этого белка называется START-домен, или STARD. В зависимости от репертуара связываемых липидов START белки получили разную нумерацию. Ученые ФИЦ Биотехнологии РАН детально сравнили структуру белка STARD3 и родственного ему белка BmCBP из тутового шелкопряда.

«Мы определили пространственную структуру белка BmCBP у тутового шелкопряда с высоким разрешением. Этот белок связывает и переносит каротиноиды, что определяет окраску шелка. Но каротиноиды не менее важны и для здоровья человека, потому что они обладают антиоксидантными свойствами. Теоретически, данный белок можно использовать для адресной доставки антиоксидантов. Это помогло бы бороться с окислительным стрессом в клетках, именно он, например, вызывает возрастную дегенерацию сетчатки», — сказал доктор биологических наук, руководитель группы «Белок-белковые взаимодействия» ФИЦ Биотехнологии РАН Николай Случанко.

Каротиноиды играют большую роль в зрении человека, помогая защищать сетчатку от ультрафиолета и фотоповреждения. Если этих соединений не хватает в пище, зрение человека может ухудшиться. Ученые показали, что белок BmCBP способен связывать каротиноиды различной природы, которые особенно важны для здоровья человека. С помощью направленного введения мутаций было показано, какие аминокислотные остатки белка BmCBP определяют его способность связывать каротиноиды, а также было обнаружено, что BmCBP гораздо более эффективен по части связывания каротиноидов, чем белок STARD3 человека.

«Наши данные объясняют молекулярный механизм захвата и доставки каротиноидов белками START семейства. Мы узнали больше о том, какие типы каротиноидов и за счет чего переносят эти белки. Это открывает новые возможности для биотехнологического производства и биомедицинского применения этих белков, в том числе для лечения различных заболеваний в долгосрочной перспективе», — отметил Николай Случанко.

Согласно целям национального проекта «Наука и университеты», Россия должна войти в пятерку стран, ведущих разработки в приоритетных областях. Нацпроекты, инициированные президентом РФ Владимиром Путиным, стартовали в 2019 году.