Πώς χρησιμοποιεί η φύση το κοινό ρεπερτόριο πρωτεϊνικών δομών για να διαφοροποιήσει την εξειδίκευση, και εντέλει τη λειτουργία τους; Αυτό το μακροχρόνιο και θεμελιώδες ερώτημα της Μοριακής Βιολογίας εξετάσθηκε σε έρευνα που διεξήχθη στο Ινστιτούτο Μοριακής Βιολογίας και Βιοτεχνολογίας του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ-ΙΜΒΒ). Τα αποτελέσματα αυτής της εργασίας δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στο εξέχον διεθνές περιοδικό PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences).

Οι πρωτεΐνες ευθύνονται για το σύνολο των διεργασιών που επιτελούνται στα κύτταρα. Συνεπώς, η δυσλειτουργία τους αντιπροσωπεύει τη μοριακή αιτιολογία των ασθενειών και του θανάτου. Η δραστικότητά τους πηγάζει από την ικανότητά τους να μεταβάλλουν το σχήμα ή τη στερεοδομή τους με άκρως ελεγχόμενο τρόπο, μέσω των αλληλεπιδράσεών τους με μικρά μόρια ή/και άλλα βιοπολυμερή. Οι μεταβολές αυτές είναι γνωστές ως Δομικές Δυναμικές. Η έρευνα που διεξήχθη στο ΙΜΒΒ απέδειξε ότι οι Δομικές Δυναμικές είναι καθοριστικές στην προσαρμογή των πρωτεϊνών στο διαρκώς μεταβαλλόμενο χημικό περιβάλλον της γης, τα τελευταία 3,5 δισεκατομμύρια έτη.

Για τον σκοπό αυτό πραγματοποιήθηκαν δομικές, εξελικτικές και βιοφυσικές αναλύσεις σε ένα σύνολο 600 περίπου πρωτεϊνών που αποτελούνται από μια προγονικά συντηρημένη δομική περιοχή, πανταχού παρούσα στο δένδρο της ζωής. Τροποποιήσεις της δομικής αυτής περιοχής, επιφέρουν διακριτές Δομικές Δυναμικές οι οποίες διαφοροποιούν τη λειτουργία της, επιτρέποντας την εξέλιξή της σε διαφορετικά είδη πρωτεϊνών: σηματοδοτικές, μεταγραφικούς παράγοντες, ένζυμα, ή πρωτεΐνες που επάγουν την απορρόφηση συστατικών. Τα ευρήματα αυτά αφορούν πιθανότατα πληθώρα πρωτεϊνικών δομών.

Η έρευνα αυτή είναι αποτέλεσμα διεθνούς συνεργασίας ανάμεσα στην Ομάδα Δυναμικής Δομικής Βιολογίας με επικεφαλής τον Δρ. Γκουρίδη και τους συνεργάτες του Μπάμπη Ποζίδη και Δρ.Yusran Muthahari με το Πανεπιστήμιο Ludwig Maximilian του Μονάχου (Γερμανία), και τη συμβολή ερευνητών από τα Πανεπιστήμια του Χρόνινγκεν (Ολλανδία) και της Λούβεν (Βέλγιο).

Σύνδεσμος στη δημοσίευση: https://www.pnas.org/content/118/49/e2026165118