Bir proteine yakından bakıldığında, moleküler yolcuları böbrekler, beyin ve başka yerlerdeki hücrelere nasıl taşıdığı görülür.
LRP2 proteini, bir hücrenin dışındaki belirli molekülleri yakalayan ve onları içeri taşıyan bir dağıtım hizmetinin parçasıdır. Araştırmacıların 6 Şubat’ta Cell’de bildirdiğine göre, şimdi, LRP2’nin 3 boyutlu haritaları proteinin yapısını ve molekülleri nasıl yakalayıp salıverdiğini ortaya koyuyor. Protein, hücrelerin dışındaki nötre yakın pH’ta ağ gibi daha açık bir şekil alır. Ancak hücrelerin içindeki asidik ortamda, protein herhangi bir yolcuyu düşürmek için buruşur.
LRP2’nin yapısının şekli ve bu kadar çok işlevi nasıl etkinleştirdiği bilim adamlarını onlarca yıldır şaşırttı. Protein, böbreklerin ve beynin toksik maddeleri filtrelemesine yardımcı olur ve akciğerler ve iç kulaklar gibi başka yerlerde de çalışır. Protein düzgün çalışmadığında, kronik böbrek hastalığı ve böbrekleri ve beyni etkileyen genetik bir bozukluk olan Donnai-Barrow sendromu dahil olmak üzere bir dizi sağlık durumu ortaya çıkabilir.
LRP2 disfonksiyonu ile ilişkili çeşitli koşullar, proteinin sayısız sorumluluğundan kaynaklanır – 75’ten fazla farklı moleküle bağlanır. Columbia Üniversitesi’nden nefrolog Jonathan Barasch, bunun bir protein için çok büyük bir miktar olduğunu ve ona “moleküler sinek kağıdı” takma adını kazandırdığını söylüyor.
Tipik olarak, LRP2 bir hücre zarının yüzeyinde oturur ve geçen bir molekülü yakalamayı bekler. Protein bir moleküle bağlandıktan sonra hücre, yüzeyinin proteini içeren kısmını yutar ve endozom adı verilen bir iç baloncuk oluşturur. LRP2 daha sonra hücre içindeki molekülü serbest bırakır ve endozom proteini tekrar yüzeye taşır.
Bu mekik sistemini anlamak için Barasch ve meslektaşları, 500 fare böbreğinden LRP2 topladı. Araştırmacılar, proteinin bir kısmını hücre dışı pH’ı 7.5 olan bir solüsyona ve bir kısmını da pH 5.2’deki endozomu taklit eden bir solüsyona koydu. Bir kriyo-elektron mikroskobu kullanarak proteinlerin görüntülerini yakaladılar ve ardından görüntüleri bir bilgisayarda birleştirerek proteinin hem açık hem de kapalı oluşumlarda 3 boyutlu haritalarını oluşturdular.
LRP2 proteininin bu 3 boyutlu modeli, hücre dışında nötre yakın pH’ta daha açık bir yapıdan hücre içindeki asidik pH’ta buruşuk bir şekle nasıl dönüştüğünü gösterir. Şekildeki bu pH kaynaklı değişiklikler, LRP2’nin molekülleri bir hücrenin dışında tutmasına ve onları hücrenin içine salmasına izin verir. Bir proteinin iki kopyası – biri pembe diğeri mavi – LRP2’yi oluşturur.
Araştırmacılar, yüklü kalsiyum atomlarının proteini hücre dışı pH’ta açık tuttuğunu öne sürüyorlar. Ancak endozoma akan hidrojen iyonları nedeniyle pH düştüğünde, hidrojen iyonları kalsiyum iyonlarının yerini alarak proteinin kasılmasına neden olur.
