Peroxissomos são organelas celulares que realizam uma série de funções, incluindo a degradação de citotoxinas. Para este propósito, eles requerem enzimas que devem ser transportadas para os peroxissomos por meio de maquinários complicados. A equipe do grupo de pesquisa Bioquímica de Mecanismos de Transporte Intracelular da Ruhr-Universität Bochum (RUB) liderado pelo Professor Harald Platta detectou uma etapa de transporte ainda desconhecida, obtendo assim uma melhor compreensão das doenças potencialmente fatais. O grupo publicou seu relatório na renomada revista Biochimica et Biophysica Acta - Molecular Cell Pesquisa em fevereiro de 2019.

Os peroxissomos são organelas celulares de vital importância. Fornecendo uma câmara de reação isolada para mais de 50 enzimas, eles estão ligados a vários processos celulares. A principal função dos peroxissomos é a degradação de ácidos graxos de cadeia longa e citotoxinas. "Além disso, eles também cumprem funções altamente especializadas, por exemplo, na síntese de penicilina em fungos, a formação de lisina em leveduras, a fotorrespiração de plantas e a geração de plasmalogênios para a substância branca do cérebro em animais, "explica Harald Platta. Defeitos na formação de peroxissomos funcionais levam a graves distúrbios metabólicos em humanos, que freqüentemente resulta em morte infantil.

O motor do maquinário de importação

Para que os peroxissomos cumpram suas funções, eles têm que importar as enzimas relevantes para dentro primeiro. A maioria das enzimas são guiadas para o respectivo peroxissomo pelo receptor de importação Pex5p. Esse receptor é controlado pela proteína ubiquitina (Ub) que se liga ao receptor temporariamente.

"A data, conseguimos dividir o mecanismo de importação em cinco etapas, "elabora Harald Platta:" Primeiro, a ligação de Pex5p à enzima importada no citoplasma. Segundo, a ligação do complexo enzimático Pex5p com o peroxissoma. Terceiro, a enzima sendo liberada dentro do peroxissomo. Quarto, Ub anexando-se a Pex5p. E quinto, a exportação de Pex5p modificado por Ub para o citoplasma para permitir outras reações de importação. "

O ABS de máquinas moleculares

A ligação de uma molécula de Ub a Pex5p desempenha um papel crucial para o ciclo de importação. A energia é necessária para esta etapa, bem como para a posterior exportação do complexo. "Em publicações anteriores, descrevemos o apego de Ub ao receptor de importação como um pedal acelerador, por assim dizer, "diz Platta.

Contudo, não ficou claro o que exatamente aconteceu com o Pex5p modificado com Ub exportado. O estudo atual, que se baseia em primeiro lugar no doutorado. projetos de Rebecca Brinkmeier e Fouzi El Magraoui, forneceu uma resposta a esta pergunta. Ao analisar as variantes Ub e Pex5p geradas sistematicamente, a equipe demonstrou que uma fusão Ub-Pex5p estável causa um defeito na importação de proteínas peroxissômicas. De acordo, Ub deve ser desanexado de Pex5p novamente.

Uma vez que a ubiquitina foi assumida por outra enzima, Pex5p retorna ao seu status original e pode ser reutilizado. Se esta etapa estiver faltando, o receptor de importação gira fora de controle. Primeiro, ele se movimenta dentro do citoplasma como um complexo, até que ele caia erraticamente de volta no peroxissomo, onde bloqueia o complexo de encaixe, inibindo assim a importação do Pex5p modificado por Ub correto. "Eventualmente, isso leva à perda completa da função do peroxissomo, "conclui Platta." Nosso estudo adiciona assim a sexta etapa necessária ao ciclo de importação. "