Ученые из Европы раскрыли молекулярный механизм, запускающий «цитокинный шторм»

Европейские молекулярные биологи впервые изучили взаимодействия между белками P38a и MKK6, которые ведут к запуску так называемого «цитокинного шторма», смертельно опасной воспалительной реакции. Об этом сообщила пресс-служба Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL).
«Ученым впервые удалось проследить за взаимодействиями и раскрыть точную трехмерную структуру молекул  фермента MKK6 и сигнального белка p38a, отвечающего за активацию воспалительных реакций. Полученные биологами сведения открывают дорогу для создания первых лекарств, способных останавливать «цитокинный шторм», — говорится в сообщении.
Данное открытие было совершено группой европейских биологов под руководством научного сотрудника EMBL Мэттью Боулера, на протяжении последних десяти лет изучающей работ так называемых MAP-киназ. Так ученые называют особую группу сигнальных белковых молекул, которые активируют большое число цепочек генов в ответ на различные внеклеточные стимулы.
К их числу относится белок p38a, предположительно задействованный в развитии «цитокинного шторма». Так медики и биологи называют мощнейший воспалительный процесс, порожденный чрезмерно активной реакцией врожденного иммунитета на инфекцию. Развитие тяжелых форм коронавирусной инфекции часто сопровождается запуском «цитокинного шторма», что резко снижает шансы больного на выживание.
Молекулярные основы «цитокинного шторма»
Боулер и его коллеги впервые проследили за взаимодействиями белка p38a и фермента MKK6, который предположительно меняет структуру первого пептида таким образом, что тот приобретает способность инициировать «цитокинный шторм». В прошлом биологам не удавалось раскрыть взаимодействия между p38a и MKK6 из-за высокой скоротечности реакций и нестабильного характера химических связей между этими белками.
Европейским биологам удалось решить эту проблему путем замены одного из ключевых сегментов белка MKK6 на похожую, но несколько другую цепочку аминокислот из белка GRA24, который возбудители токсоплазмоза используют для принудительной активации p38a в зараженных клетках. В результате этого модифицированная форма MKK6 начала на два порядка активнее связываться с p38a, а также максимально быстро активировать этот сигнальный белок.
Подобные изменения в структуре MKK6 впервые позволили Боулеру и его коллегам изучить взаимодействия этого фермента с белком p38a при помощи криоэлектронных микроскопов и ускорителей частиц DLS и ESRF, и проследить за тем, как и где MKK6 модифицирует молекулы p38a. Результаты этих замеров ученые проверили при помощи данных, полученных в результате расчетов на базе систем компьютерного моделирования молекул.
Как надеются исследователи, собранные ими сведения помогут фармацевтам подобрать или создать молекулы, которые будет мешать белкам p38a и MKK6 взаимодействовать друг с другом. Это позволит эффективно подавлять развитие «цитокинного шторма» и спасать жизни пациентов с тяжелыми формами коронавирусной инфекции и других болезней, подытожили ученые.