Rad znanstvenika IRB-a objavljen u časopisu Nature Communications
Znanstveni savjetnik Instituta Ruđer Bošković dr. Marijan Ahel koautor je upravo objavljenog znanstvenog rada “Visualisation of poly(ADP-ribose) bound to PARG reveals inherent balance between exo- and endo-glycohydrolase activities” u kojem je po prvi puta razriješena kristalna struktura PARG-a u kompleksu sa svojim supstratom te je predložen mehanizam koji objašnjava odnos između egzo- i endo-cijepanja molekula poli(ADP-riboze). Rad interdiciplinarnog tima znanstvenika pod vodstvom dr. Ivana Ahela i dr. Davida Leysa objavljen je u prestižnom časopisu Nature Communications (IF = 10.015).
Poli-ADP-ribozilacija je reverzibilna post-translacijska modifikacija koja predstavlja jedan od ključnih kemijskih signala uključenih u regulaciju brojnih staničnih funkcija i održavanje stabilnosti genoma. Poli(ADP-riboza) (PAR) sintetizira se iz NAD uz pomoć enzima poli(ADP-riboza) polimeraze (PARP), dok njezinu razgradnju regulira enzim poli(ADP-riboza) glikohidrolaza (PARG). PARG je jedini poznati protein koji ima sposobnost enzimskog cijepanja poli-ADP-riboze, te njegovo pomanjkanje u stanicama dovodi do niza poremećaja u stanici koji mogu završiti i staničnom smrću.
Najnovija istraživanja su pokazala da je PARG prisutan u različitim tipovima stanica, uključujući bakterije, praživotinje i sisavce, pri čemu su strukturna istraživanja pokazala da je, usprkos znatnim razlikama između PARG-ova nižih i viših organizama, njihov glavni katalitički dio evolucijski vrlo dobro očuvan. Međutim, za potpuno razumijevanje strukturne osnove za prepoznavanje poli(ADP-riboze) te za dizajniranje visokospecifičnih inhibitora PARG-a koji bi mogli naći važnu terapijsku primjenu bilo je ključno odrediti strukturu PARG-a u kompleksu s PAR-om kao supstratom što je u ovom radu po prvi puta uspjelo. Time je omogućeno tumačenje relativne važnosti egzo- i endo-glikolitičkog cijepanja kao dvaju alternativnih mehanizama razgradnje PAR-a. Pokazano je da u svim tipovima stanica prevladava egzo-cijepanje pri čemu nastaje monomerna ADP-riboza. Međutim, u uvjetima visoke stanične koncentracije PAR-signala, koji se javlja kod ekstremnog stresa, može doći do pojačanog nastajanja slobodnih fragmenata PAR-a zbog endo-cijepanja i induciranja programirane stanične smrti (apoptoze).
Specifična uloga zagrebačkog dijela tima bila je analiza enzimskih produkata PARG-a primjenom tekućinske kromatografije ultravisoke djelotvornosti spregnute sa spektrometrijom masa (UPLC/Q-TOFMS) te dobiven izravan dokaz o relativnoj važnosti endo- i egzo-mehanizama kod enzimatske funkcije PARG-a.
Ovaj rad treći je u nizu vrhunskih publikacija koje su realizirane kroz ovu suradnju, a suradnja će biti nastavljena kroz upravo odbreni projekt “Protein ADP-ribosylation in a model prokaryote Streptomyces coelicolor and human” (voditelji I. Ahel i A. Mikoč) koji će biti realiziran u okviru programa Jedinstvo uz pomoć znanja.
