Учёные ИТЭБ РАН обнаружили загадочную агрегацию гигантского белка титина

Фото: www.pushchino.ru

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 « the 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.

– 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.

Учёные заметили, что титин при обычных условиях in vitro уже через 20 минут сворачивается в агрегаты, однако с нашими мышцами, тем не менее, всё в порядке. Так, может быть, агрегаты титина выполняют какую-то полезную функцию? К примеру, помогают белку сворачиваться и разворачиваться, препятствуя разрыву мышечных нитей при нагрузках. С другой стороны, известно, что если в клетках образуются амилоидные агрегаты, то запускается процесс очищения от них. Возможно, это происходит с титином. Это пока только гипотезы, которые авторы исследования собираются проверить.

По словам Эльмиры Якуповой, учёные намерены решить ещё одну фундаментальную задачу: узнать, как титин расположен в мышцах, как упакованы его длинные фрагменты, поскольку до сих пор это неизвестно.

Источники:

Yakupova E. I. et al. Different amyloid aggregation of smooth muscles titin in vitro //Journal of Biomolecular Structure and Dynamics. – 2017. – №. just-accepted. – С . 1-24. http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/07391102.2017.1348988

Vikhlyantsev I. M., Podlubnaya Z. A. Nuances of electrophoresis study of titin/connectin //Biophysical reviews. – 2017. https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs12551-017-0266-6

Иллюстрации ИТЭБ РАН

Иван Вихлянцев в лаборатории структуры и функций мышечных белков ИТЭБ РАН

Схема расположения титина в мышце и его размеры (из статьи в Journal of Biomolecular Structure and Dynamics)

Агрегаты титина ( из статьи в Journal of Biomolecular Structure and Dynamics)

 
По теме
Мастер-класс «Граттаж» - Администрация г. Лыткарино 17 июля в Центральной городской детской библиотеке прошел мастер-класс «Граттаж»   Граттаж  (от фр.
22.07.2018
Мастер-класс «Травнички» - Администрация г. Лыткарино 19 июля в Центральной городской детской библиотеке прошел мастер-класс «Травнички» из цикла мероприятий «Краски лета» Травничек (травянчик, экочеловечек) – это небольшая тканевая фигурка в виде человечка или животного,
22.07.2018
 
Мастер-класс «Травнички» - Администрация г. Лыткарино 19 июля в Центральной городской детской библиотеке прошел мастер-класс «Травнички» из цикла мероприятий «Краски лета» Травничек (травянчик, экочеловечек) – это небольшая тканевая фигурка в виде человечка или животного,
22.07.2018 Администрация г. Лыткарино
Мастер-класс «Граттаж» - Администрация г. Лыткарино 17 июля в Центральной городской детской библиотеке прошел мастер-класс «Граттаж»   Граттаж  (от фр.
22.07.2018 Администрация г. Лыткарино
Подмосковный фестиваль крестьянской культуры «Сенокос в Муранове», проходящий в Пушкинском районе, вошел в тройку лучших туристических поездок на выходные 21-22 июля в регионах России,
21.07.2018 Газета Маяк
Похититель трижды проникал в незапертые квартиры щёлковцев по ночам - Газета Время Утверждено обвинительное заключение по уголовному делу по обвинению жителя Щёлковского района К. в совершении трёх эпизодов тайного хищения чужого имущества с незаконным проникновением в жилище,
22.07.2018 Газета Время
Утверждено обвинительное заключение по уголовному делу по обвинению двух жительниц Щёлкова в открытом хищении чужого имущества, совершённом по предварительному сговору, сообщает Щёлковская городская прокуратура.
22.07.2018 Газета Время
Гражданка П. создала условия для беспрепятственного нахождения в Российской Федерации 104 иностранных граждан, фиктивно поставив их на учёт по месту пребывания в жилом помещении в Российской Федерации,
22.07.2018 Газета Время
Божественная литургия в Покровском женском монастыре при храме Казанской иконы Божией Матери в Раменском районе 21 июля 2018 года - Правительство Московской области Источник: Пресс-служба Губернатора Московской области, Павел Попов Губернатор Московской области Андрей Воробьев 21 июля присутствовал на Божественной литургии в Покровском женском монастыре при храме Казанской иконы
21.07.2018 Правительство Московской области
Поэтический вечер к 85-летию со дня рождения Евгения Евтушенко - Администрация г. Лыткарино В библиотеке ДК «Мир» прошёл поэтический вечер «Мое поэтическое эхо», посвященный 85-летию со дня рождения поэта, прозаика, режиссёра, сценариста, публициста и актёра Евгения Евтушенко.
22.07.2018 Администрация г. Лыткарино
Более 80 человек посетили праздничное мероприятие на даче Маяковского в Пушкино 21 июля - Газета Маяк © Николай Ильницкий, Пушкинское информагентство 21 июля на даче-музее Владимира Маяковского в Пушкино прошло мероприятие, посвященное 125-летию со дня рождения поэта, которое собрало более 80 почитателей его творчества,
22.07.2018 Газета Маяк
Как возник клуб по интересам "Островок" в Орехово-Зуевской детской библиотеке "Аз-Буки" при Доме культуры на площади Пушкина, какие занятия в нем проходят и почему детям нравятся проводящиеся в нем мастер-классы,
21.07.2018 Орехово-Зуевская правда
Детская площадка Шатурского городского парка признана лучшей в области - Ленинская Шатура Сегодня, 22 июня, в Домодедове пройдет церемония награждения победителей шестого смотра-конкурса "Парки Подмосковья" Надежда Морозова "Место проведения фестиваля выбрано неслучайно.
22.07.2018 Ленинская Шатура
Сегодня «Химки» провели первый домашний матч в рамках Олимп - Первенства ФНЛ сезона 2018-2019 годов.
22.07.2018 ФК Химки
О том, как прошла встреча футбольной общественности и главы городского округа Геннадия Панина и что было решено со статусом команды "Знамя Труда",
21.07.2018 Орехово-Зуевская правда
ЛЮБЕРЦЫ. 21 июля. INLUBERTSY.RU - Свои впечатления о прошедшем чемпионате мира по футболу в России рассказал в студии "Радио Люберецкого региона" главный редактор "Люберецкой панорамы" Рустам Хансверов,
22.07.2018 Люберецкая панорама
Детская площадка Шатурского городского парка признана лучшей в области - Ленинская Шатура Сегодня, 22 июня, в Домодедове пройдет церемония награждения победителей шестого смотра-конкурса "Парки Подмосковья" Надежда Морозова "Место проведения фестиваля выбрано неслучайно.
22.07.2018 Ленинская Шатура
Источник: Пресс-служба Губернатора Московской области, Александр Щемляев На этой неделе в Московской области открыли крупнейший в Европе завод по производству колбасных изделий и запустили региональную навигационную с
20.07.2018 Правительство Московской области