Un nouveau mécanisme de désactivation des protéines de commutation a été identifié par des chercheurs de la Ruhr-Universität Bochum, dirigé par le professeur Klaus Gerwert et le Dr Till Rudack du département de biophysique, et l'Université d'Uppsala en Suède. Les protéines de commutation telles que Ras régulent de nombreux processus dans le corps et affectent des maladies telles que le cancer. L'équipe de recherche a publié son rapport sur le mécanisme nouvellement découvert dans le numéro actuel du Journal de l'American Chemical Society .

Lié à changer de protéines, la molécule GTP est vitale pour la désactivation de nombre d'entre elles. Si l'un des trois groupes phosphate est détaché du GTP, la protéine passe à "off, " affectant ainsi les processus cellulaires. " Les protéines sont extrêmement efficaces et accélèrent des réactions qui prendraient généralement des milliards d'années pour qu'elles soient exécutées en une fraction de seconde, " dit Klaus Gerwert.

Au moins une molécule d'eau est toujours impliquée dans le processus de désactivation. À ce jour, les chercheurs ont supposé que cette molécule d'eau devait être activée, à savoir par un partenaire de réaction transférant un proton à la molécule d'eau. "La nature du partenaire de réaction a été discutée pendant des décennies - est-ce le GTP lui-même ou est-ce un composant protéique, " explique Carsten Kötting, l'un des auteurs de l'équipe basée à Bochum. « Dans l'étude actuelle, nous avons étonnamment identifié un mécanisme entièrement nouveau, où l'activation a lieu sans aucun transfert de protons."

Théorie versus expérience

Grâce à l'analyse assistée par ordinateur, l'équipe a étudié toutes les options de désactivation pour sept systèmes différents de protéines de commutation. Les chercheurs ont ainsi identifié différentes vitesses pour le processus de désactivation. Ils ont comparé les vitesses calculées avec les valeurs obtenues lors d'expériences par spectroscopie infrarouge à résolution temporelle.

Alors que les valeurs des deux mécanismes précédemment suspectés s'écartaient fortement l'une de l'autre, les résultats expérimentaux pour le mécanisme nouvellement identifié correspondaient aux hypothèses théoriques - pour les sept systèmes testés, à ce. "Les correspondances montrent que notre mécanisme de désactivation nouvellement découvert est universel et, par conséquent, est pertinent pour de nombreux processus cellulaires, " conclut Till Rudack.

Mécanisme pertinent pour la formation de tumeurs

« Les maladies sont souvent causées par un défaut du mécanisme de désactivation de protéines clés, " explique Till Rudack. " Afin de comprendre les processus moléculaires sous-jacents aux maladies et de développer des thérapies, nous devons d'abord comprendre le mécanisme de désactivation."

Le mécanisme de désactivation nouvellement identifié est, par exemple, responsable de l'arrêt de Ras, une protéine dont les défauts entraînent une croissance cellulaire incontrôlée dans les tumeurs. Les chercheurs tentent depuis des décennies de trouver un médicament qui affecte la protéine Ras dysfonctionnelle dans les tumeurs humaines. "Nous nous attendons à ce que nos résultats expliquent pourquoi la recherche est restée infructueuse à ce jour, " dit Klaus Gerwert. " Le mécanisme de désactivation moléculaire correct peut maintenant devenir le point de départ pour le développement de médicaments anticancéreux. "