Ученые исследовали механизмы взаимодействия вызывающего гибель клеток белка Fas-лиганд с соответствующим рецептором на мембране. Оказалось, что для того, чтобы запустить драматический сценарий, ему необходим контакт с особым белковым компонентом клетки — кавеолином. Выяснилось, что гибель можно предотвратить, удалив из молекулы белка Fas-лиганда стыковочный участок. Результаты работы сотрудников МГУ имени М.В. Ломоносова и Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН опубликованы в журнале Cell Death & Disease.

Fas-лиганд принадлежит к семейству факторов некроза опухоли. Основная задача этих белков — запускать гибель клетки, которая происходит в результате взаимодействия с «рецепторами смерти», расположенными на поверхности мембраны. Такой контакт запускает целый каскад разрушительных для клетки реакций, оканчивающихся ее гибелью — апоптозом. «Мы рассматривали механизмы взаимодействия Fas-лиганда с его рецептором и обнаружили, что для проявления активности необходим мембранный белок кавеолин, способный присоединяться к Fas-лиганду, — рассказывает соавтор работы Владимир Гогвадзе, ведущий научный сотрудник лаборатории исследования механизмов апоптоза факультета фундаментальной медицины МГУ. — Удаление из лиганда участков связывания с кавеолином значительно снижает его токсичность для клеток».

В клетке Fas-лиганды могут существовать в растворенном виде в цитоплазме или же входить в состав мембраны, пересекая или пронизывая ее насквозь. В последнем случае в Fas-лиганде можно выделить внеклеточную, внутриклеточную и погруженную в толщу мембраны части. Внеклеточная отвечает за узнавание соответствующего рецептора, функции погруженной пока неизвестны. Внутриклеточная же участвует в транспортных и сигнальных процессах, а также перемещении лиганда в состав мембранных рафтов (особых регуляторных участков), сформированных собранными вокруг белка кавеолина молекулами холестерина, и сфинголипидов. Сам факт того, что для того, чтобы активировать запуск апоптоза, Fas-лиганд обязательно должен находиться в составе рафта, наводит на мысль о его возможных взаимодействиях с компонентами мембранного окружения.

Расшифровка аминокислотной последовательности Fas-лиганда позволила выявить у него наличие особых участков, избирательно связывающихся с кавеолином. Эксперименты, проведенные на мутантных клетках, не содержащих такие стыковочные фрагменты, полностью подтвердили догадку: не имея возможности взаимодействовать с кавеолином, белок Fas-лиганд терял свою активность, и его токсичность для живых клеток снижалась. Уже известно, что кавеолин способен подавлять развитие опухоли. В свете полученных исследователями данных можно предположить, что большую роль в этом играет именно связь с Fas-лигандом. Такой механизм заставляет дефектные, потенциально раковые клетки вступить на путь апоптоза. Авторы надеются, что их открытие позволит разработать новые стратегии борьбы с онкологическими заболеваниями.