Защитный механизм клеток поджелудочной железы оказался ловушкой, ускоряющей развитие диабета
Биофизики изучили механизм саморегуляции белкового канала AQP3, отвечающего за перенос сигнальных молекул через клеточную мембрану. Снимки, полученные с помощью криоэлектронной микроскопии, показали: в условиях закисления этот канал физически «захлопывается» изнутри, что может усугублять патологические процессы при диабете второго типа.
Активные формы кислорода, такие как перекись водорода (H2O2), играют в организме двойную роль. В высоких концентрациях это токсины, разрушающие клетку, но в малых дозах — необходимый сигнал. Например, для бета-клеток поджелудочной железы перекись служит командой к выработке инсулина. Чтобы пропускать эти молекулы внутрь и наружу, в мембране существуют специальные каналы — аквапорины (в частности, аквапорин-3, AQP3). Ученым было известно, что при изменении кислотности среды (pH) этот канал перестает работать, но оставалось загадкой, как именно белок «понимает», что пора перекрыть поток, и что происходит с его структурой.
Чтобы выяснить это, авторы исследования, опубликованного в журнале Nature Communications, заморозили и сфотографировали молекулы белка AQP3 в трех разных состояниях: в покое (нейтральная среда), в кислой среде и в присутствии самой перекиси водорода. Компьютерное моделирование помогло восстановить динамику движения атомов.
Анализ выявил встроенный механизм безопасности, напоминающий аварийный клапан. В нейтральной среде канал представляет собой открытую пору, через которую свободно проходят вода и глицерин. Однако при закислении среды (падении pH до 5.5) происходит протонирование одной ключевой аминокислоты (аспартата-163). Это запускает цепную реакцию: внешняя петля белка (Loop E) теряет стабильность, «проваливается» внутрь поры и наглухо закупоривает ее.
Самым неожиданным открытием стало то, что канал способен закрываться и без кислоты — просто в ответ на высокую концентрацию перекиси водорода. Токсин сам провоцирует блокировку собственного пути, предотвращая перенасыщение клетки.
Авторы связали эту механику с развитием диабета. Известно, что при высоком уровне сахара внутриклеточная среда закисляется. Исследование показало, что в тканях диабетиков количество белка AQP3 повышено, но из-за хронического закисления каналы, вероятно, постоянно находятся в закрытом состоянии. В результате перекись не может выйти наружу или войти для передачи сигнала. Это приводит к двойному удару: нарушается секреция инсулина и накапливается окислительный стресс, разрушающий клетки поджелудочной железы.
Новая научная работа доказывает, что аквапорин-3 — не пассивная труба, а «умный» сенсор, регулирующий окислительный баланс. Понимание механизма его блокировки открывает путь к созданию лекарств, способных принудительно открывать или закрывать этот шлюз для защиты клеток.
Telegram 
Дзен 
VK Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Десятого мая 1940 года вермахт пришел в движение. Через 42 суток англо-французские армии были разгромлены, а Франция капитулировала. Как это произошло, ведь союзники имели больше солдат, танков и пушек, чем немцы? В СССР причиной посчитали нежелание французов воевать, немцы же, говорили советские военные, не внесли в стратегию ничего нового. Реальность была строго обратной: разгром Франции был новым словом в войне, и такой же сценарий Гитлер применил против СССР через год. Что именно произошло и отчего советское руководство не смогло осознать случившееся?
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Десятого мая 1940 года вермахт пришел в движение. Через 42 суток англо-французские армии были разгромлены, а Франция капитулировала. Как это произошло, ведь союзники имели больше солдат, танков и пушек, чем немцы? В СССР причиной посчитали нежелание французов воевать, немцы же, говорили советские военные, не внесли в стратегию ничего нового. Реальность была строго обратной: разгром Франции был новым словом в войне, и такой же сценарий Гитлер применил против СССР через год. Что именно произошло и отчего советское руководство не смогло осознать случившееся?
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Термоядерные электростанции не смогут конкурировать по цене с возобновляемыми источниками энергии из-за медленного удешевления технологии. По расчетам, расходы на каждую новую установку падали максимум на 8% — много раз ниже ранних ожиданий венчурных инвесторов. Это перечеркивает экономический смысл финансовых вливаний, и мир может никогда не увидеть дешевой термоядерной энергии.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии