Immagine, membrana cellulare.
Si sa molto di come funzionano i singoli pezzi di una cellula, ma una significativa comprensione di come le proteine interagiscono con la membrana cellulare è rimasto un mistero fino ad ora.
Un recente studio condotto presso l’Università del Missouri, ha svelato questo mistero.
Trilioni di cellule – tutte diverse nelle forme e dimensioni – formano la struttura di un corpo umano. A circondare ogni cellula è una membrana, che agisce congiuntamente come hostess e sicurezza – accogliendo certe informazioni nella cellula e assicurandosi che i suoi componenti non si riversino nel vuoto del corpo.
“Quando pensi alle componenti fondamentali dei sistemi viventi, le proteine sono tra le più importanti, proprio lì con gli acidi nucleici”, ha detto Gavin King, Professore associato di fisica al College of Arts and Science di MU e Professore associato di biochimica. “Le proteine svolgono più attività nella cellula rispetto al DNA e sono i cavalli di battaglia di una cellula“.
Circa il 30 percento delle proteine in ogni data cellula interagisce spesso con le membrane o risiede all’interno delle membrane al fine di facilitare e regolare il flusso di informazioni e materiali dentro e fuori le cellule. Usando esperimenti di microscopia a forza atomica di alta precisione, il team di King ha misurato la forza richiesta affinché le proteine si liberassero dalla membrana.
“Immagina di andare a pescare e la tua canna da pesca è un microscopio a forza atomica di alta precisione“, ha detto King. “Alla fine della nostra canna da pesca abbiamo attaccato un’esca, in questo caso una proteina molto corta. In maniera molto attenta e controllata, abbassiamo la canna da pesca in prossimità di una membrana. L’esca è spesso morsa dal pesce, che in questo caso è la membrana. Quando il pesce morde, possiamo tirare indietro l’esca e possiamo osservare quanta forza ci vuole per estrarre l’esca dalla bocca del pesce, in questo caso, quanta forza ci vuole per estrarre la proteina dalla membrana. Ciò che ci ha sorpreso è che se fai ripetutamente lo stesso esperimento ottieni risultati diversi. Dovevamo cercare di trovare un modello adatto a questa complessità“.
Ioan Kosztin, Professore di fisica al College of Arts and Science di MU, ha collaborato con King e ha sviluppato un modello teorico che mostra che c’è più di un modo in cui una proteina può liberarsi dalla membrana coinvolgendo diversi percorsi . I ricercatori hanno scoperto che l’interazione proteina-membrana può mostrare un comportamento “catch-bond“.
“Il comportamento del catch è simile a una trappola per dita cinese, dove controintuitivamente, più forza si esercita sulla trappola, con più forza la trappola si tira indietro”, ha detto Kosztin. “Sebbene un comportamento simile sia stato precedentemente descritto a livello cellulare, a nostra conoscenza, questo è il primo studio sulle interazioni proteina-membrana”.
I ricercatori sperano che questa scoperta fornirà una base per studi futuri sui percorsi di segnalazione nelle cellule e su come i farmaci variano le funzioni cellulari.
Fonte, EurekAlert
