Протеазы побили рекорд скорости движения по клеточной мембране

Мембраны живых клеток образованы двойным слоем липидов и густо усеяны белками, которые обеспечивают все взаимодействия клетки с окружением. Эти задачи так сложны и разнообразны, что до трети клеточных белков работают именно в мембране, превращая ее в довольно скученное и тесное пространство. Перемещаться по нему — все равно что через толпу на запруженной улице — дело не из простых. Предел скорости, с которой способен двигаться белок по мембране, зависит от его размеров и формы, а также от вязкого состояния самой мембраны. Он определяется гидродинамической моделью Саффмана — Дельбрюка, предложенной еще в 1970-х.

Однако авторы новой статьи, опубликованной в журнале Science, исследовали белки, способные двигаться быстрее даже того предела скорости, который предсказывает для него модель Саффмана — Дельбрюка. Синиша Урбан (Siniša Urban) и его коллеги из Университета Джонса Хопкинса изучали ферменты группы ромбоидных протеаз — мембранные белки, участвующие в расщеплении других мембранных белков. Пометив молекулы ромбоидов флуоресцентными метками, ученые обнаружили, что скорость их перемещения превышает положенный предел.

Авторы связывают такую особенность белков с их способностью взаимодействовать с липидами клеточной мембраны, вызывая локальное понижение ее вязкости — «разжижение». Работа протеаз исключительно важна для постоянной адаптации мембранных белков к текущим условиям среды и потребностям самой клетки. Одни из них требуется моментально включать в действие, другие — поскорее «выводить из оборота», реагируя на меняющиеся условия. Необходимую скорость этой реакции и может обеспечивать «сверхскоростное» перемещение ромбоидных протеаз.