Por favor, avalie esta postagem
Cientistas japoneses descobriram como uma proteína, Xkr4, é ativada por íons de cálcio para sinalizar às células do sistema imunológico a limpeza das células mortas. Esta descoberta, mostrando o papel único do cálcio na membrana celular, poderia fornecer novos insights sobre os mecanismos de limpeza celular. Crédito: SciTechDaily.com
Os cientistas descobriram que o cálcio extracelular medeia a ativação de uma proteína de membrana que agita a bandeira sinalizando a morte celular.
Uma equipe de pesquisa co-liderada por cientistas do Instituto Universitário de Ciências Integradas de Materiais Celulares (iCeMS) da Universidade de Kyoto, no Japão, descobriu mecanismos de como as células mortas ativam uma proteína que desencadeia um sinal 'coma-me' para que as células imunológicas limpem os detritos. As descobertas foram publicadas recentemente na revista Comunicações da Natureza.
Papel da proteína Xkr4 na morte celular
A proteína é chamada Xkr4, uma da família Xkr de proteínas encontradas nas membranas celulares. Xkr4 embaralha o fosfolipídio fosfatidilserina da parte interna da membrana celular, onde normalmente reside, para o exterior. A realocação da fosfatidilserina para a parte externa da membrana é o sinal de que a célula está morrendo e que atrai fagócitos devoradores de detritos.
O cálcio extracelular entra em uma bolsa na região transmembrana da scramblase, desencadeando a ativação da scramblase. Isto expõe a fosfatidilserina (PS) na superfície celular, servindo como um marcador distintivo para a eliminação de células indesejadas. Crédito: Mindy Takamiya/Universidade de Kyoto iCeMS
Processo de ativação do Xkr4
Os pesquisadores já haviam descoberto que, para atuar como um scramblase para a fosfatidilserina, a cauda citoplasmática C-terminal do Xkr4 primeiro precisa ser clivada, formando um dímero com outro Xkr4 e expondo um local de ligação. Este local de ligação se conecta a outro fragmento de proteína chamado XRCC4.
No entanto, a ligação do XRCC4 ao Xkr4 por si só não é suficiente para ativar o Xkr4 no ambiente experimental. Isso sugeria que outro ingrediente era necessário.
O papel dos íons de cálcio
A equipe de pesquisa no Japão descobriu que os íons de cálcio são necessários para permitir a ativação do Xkr4. Os íons de cálcio carregados positivamente fora do ambiente celular ligam-se a três íons carregados negativamente aminoácidos em duas 'hélices' na proteína Xkr4. Essa ligação altera o Xkr4 de um estado intermediário para um estado totalmente ativado.
“Descobrimos que o cálcio extracelular funciona como uma cola molecular para as hélices transmembranares do Xkr4, ativando-o”, explicou o bioquímico do iCeMS, Jun Suzuki.
O papel inesperado do cálcio e pesquisas futuras
O que é surpreendente é que se sabe que o cálcio extracelular está envolvido na regulação da atividade de proteínas fora e dentro do ambiente celular, mas não dentro da própria membrana celular. “Aqui, inesperadamente, descobrimos que o cálcio extracelular se infiltra nas regiões transmembrana das proteínas para conectar duas hélices transmembrana”, disse Suzuki.
O estudo também sugere que os íons de cálcio podem ser importantes para a ativação de outros membros da família de proteínas Xkr, especificamente Xkr8 e Xkr9, o que poderia ajudar a esclarecer os mecanismos pelos quais essas e outras proteínas scramblase funcionam.
O próximo passo da equipe é examinar a função do Xkr4 nas células nervosas e explorar seu papel no cérebro.
Referência: “O cálcio extracelular funciona como uma cola molecular para hélices transmembrana para ativar a scramblase Xkr4” por Panpan Zhang, Masahiro Maruoka, Ryo Suzuki, Hikaru Katani, Yu Dou, Daniel M. Packwood, Hidetaka Kosako, Motomu Tanaka e Jun Suzuki, 11 Setembro de 2023, Comunicações da Natureza.
DOI: 10.1038/s41467-023-40934-2