Un studiu recent clarifică funcția proteinei TMEM63B în gestionarea membranelor celulare
O zonă autoinhibitorie din coada C-terminală a proteinei TMEM63B, un scramblase lipidic mecanosensibil, ajută la menținerea stării sale inactive în condiții de repaus, au raportat cercetătorii de la Institutul de Știință din Tokyo.
Modificările din această regiune de reglementare, în special la reziduul Leu776, inversează acțiunea inhibitorie și provoacă scrambling lipidic constitutiv, perturbând asimetria normală a fosfolipidelor. Aceste descoperiri oferă noi perspective asupra reglementării TMEM63B și ar putea îmbunătăți înțelegerea modului în care dereglementarea sa contribuie la patogeneza bolilor neurodegenerative.
Membrana plasmatică este o barieră subțire și flexibilă care înconjoară și protejează celulele. Aceasta menține o distribuție atent controlată a lipidelor între straturile sale interioare și exterioare. Această distribuție asimetrică a lipidelor este esențială pentru funcția celulară normală, dar, în anumite condiții, poate fi rapid perturbată de scramblasele lipidice. Aceste proteine mută fosfolipidele între cele două fețe ale membranei, motiv pentru care celulele trebuie să regleze activitatea acestor proteine.
Un exemplu de astfel de proteină este TMEM63B, un scramblase lipidic mecanosensibil care răspunde la modificări ale proprietăților fizice ale membranei celulare. Studiile anterioare au arătat că TMEM63B devine activat atunci când proprietăți precum grosimea membranei sau curburile sunt alterate. Însă o întrebare importantă rămâne: cum rămâne TMEM63B inactiv atunci când membrana este în repaus?
Pentru a răspunde acestei întrebări, o echipă de cercetare condusă de Megumi Nishimura, Yugo Miyata și Katsumori Segawa, toți de la Departamentul de Chimie Medicală din Institutul de Știință Tokyo, în colaborare cu Norimichi Nomura de la Universitatea din Kyoto și Tomohiro Nishizawa de la Universitatea din Yokohama, a identificat un nou mecanism molecular în TMEM63B. Studiul, disponibil online pe 4 iunie 2026 și publicat în Volumul 302, Numărul 7 din Journal of Biological Chemistry pe 1 iulie 2026, arată că coada C-terminală a TMEM63B joacă un rol esențial. Aceasta conține o regiune autoinhibitorie care menține scramblasele „oprire” în condiții de repaus.
Cercetătorii au început investigând YN9303-24, un anticorp care promovează conformația deschisă a TMEM63B. Pentru a determina unde se leagă anticorpul (epitopul), au utilizat mai multe abordări: proteine chimere (care combină regiuni din diferite proteine), versiuni progresiv scurtate ale cozii C-terminale (truncări) și deleții țintite ale aminoacizilor specifici. Aceste experimente au arătat că situsul de legare a anticorpului se află în coada C-terminală intracelulară a TMEM63B. Au identificat o secvență scurtă de trei aminoacizi, denumită motiv AQV, la pozițiile 773–775 din această regiune, care a fost recunoscută de anticorp.
De asemenea, au descoperit că secvența învecinată, LQD la reziduurile 776–778, era esențială pentru controlul TMEM63B. Eliminarea acestor trei aminoacizi (LQD) a dus la activarea constitutivă a proteinei, producând scrambling lipidic chiar și fără stimulare a membranei. Experimente suplimentare au identificat Leucina de la 776 (Leu776) ca fiind reziduul cheie care modulează conformația și activitatea proteinei. Înlocuirea Leu776 cu alanină a crescut semnificativ expunerea fosfolipidului fosfatidilserină (PS) pe suprafața celulară, în timp ce PS este de obicei predominant pe partea interioară a membranei plasmatice în condiții de repaus. Schimbările în vecinătatea Gln777 sau Asp778 nu au dus la modificări semnificative. Creșterea absorbției fosfatidilcolinei fluorescente a oferit dovezi suplimentare că scramblingul lipidic a fost amplificat în proteina mutantă.
Coada C-terminală funcționează ca o frână moleculară, menținând TMEM63B inactiv în condiții de repaus, până când modificările din membrană permit activarea sa.
Analiza structurală suplimentară a ajutat la explicarea modului în care această frână ar putea funcționa. În structura de stare deschisă, motivul AQVLQD se află lângă două helixuri intracelulare, IL2H2 și IL2H3, care fac parte dintr-un domeniu intracelular de tip fascicul al TMEM63B. Leu776 este poziționat aproape de mai multe reziduuri hidrofobe din aceste helixuri, sugerând că interacțiunile între coada C-terminală și acest domeniu intracelular ar putea ajuta la stabilizarea stării inactive. Când aceste interacțiuni sunt perturbate, restricția asupra TMEM63B poate fi eliberată, permițând activarea căii de translocare lipidică.
Mai mult, acest mecanism nou are implicații pentru bolile neurologice. Studiile anterioare au legat mutațiile asociate TMEM63B de tulburări neurodezvoltamentale și neurodegenerative. „Înțelegerea modului în care coada C-terminală restricționează TMEM63B ne oferă o imagine mai clară asupra modului în care activarea inadecvată a acestui scramblase ar putea perturba funcția membranei și ar putea contribui potențial la tulburările neurologice”, subliniază Segawa. Studiul relevă astfel un principiu simplu, dar important al reglementării TMEM63B: coada C-terminală acționează ca o frână moleculară. În condiții de repaus, această regiune ajută la menținerea scramblasei inactive. Perturbarea unei părți critice a cozii, în special Leu776, eliberează această frână și declanșează scramblingul lipidic constitutiv. Aceste descoperiri oferă un nou cadru pentru înțelegerea modului în care TMEM63B este reglementat și pot ghida studiile viitoare care investighează rolul său în patogeneza bolilor și strategiile terapeutice potențiale.
