Международная группа ученых впервые картировала трехмерную структуру ретинол-связывающего белка 3 (RBP3), выявив его динамическую роль в зрительном цикле и потенциальную значимость при таких заболеваниях сетчатки, как диабетическая ретинопатия и пигментный ретинит. Результаты были опубликованы в журнале Open Biology в статье под названием «CryoEM structure and small-angle X-ray scattering analyses of porcine retinol-binding protein 3».

RBP3: молекулярный транспортер в основе зрения


RBP3 представляет собой гликопротеин массой 140 кДа, локализованный в межфоторецепторном матриксе — пространстве между фоторецепторами и пигментным эпителием сетчатки. Он играет ключевую роль в зрительном цикле, обеспечивая транспорт ретиноидов: all-trans-ретинола от фоторецепторов к пигментному эпителию и 11-cis-ретиналя обратно к фоторецепторам. Эти молекулы необходимы для регенерации зрительных пигментов, обеспечивающих восприятие света.

Структурная и функциональная значимость


Белок RBP3 содержит четыре ретиноид-связывающих модуля, каждый из которых способен взаимодействовать как с ретиноидами, так и с жирными кислотами, например докозагексаеновой кислотой (DHA). Однако до настоящего времени его точное структурное поведение и механизмы связывания лигандов оставались неизвестными, что ограничивало понимание его роли в зрении и патогенезе заболеваний.

Прорывные методы визуализации раскрывают динамику белка


Исследовательская группа, включая ученых из ICTER, использовала криоэлектронную микроскопию для визуализации RBP3 с беспрецедентным разрешением 3,67 Å, а также малоугловое рентгеновское рассеяние для анализа поведения белка в растворе. RBP3 выделили из сетчаток свиней в условиях, сохраняющих его нативное состояние. С помощью хроматографической очистки, криоэлектронной микроскопии и SAXS команда обнаружила, что RBP3 высокодинамичен и меняет свою конформацию в зависимости от переносимых молекул.


«Это одно из самых детальных структурных исследований RBP3 из когда-либо проведенных. Комбинируя криоэлектронную микроскопию и SAXS, мы получили уникальное представление о том, как работает этот белок», — отметил доктор Умберто Фернандеш из ICTER.

RBP3 функционирует как гибкий переносчик ретиноидов


Исследователи установили, что RBP3 переключается между компактной и вытянутой формами в зависимости от переносимого «груза». При связывании с ретиноидами, такими как 11-cis-ретиналь или all-trans-ретинол, белок принимает различные конформации, что подтверждает гипотезу о том, что он является гибким транспортером, а не статичным шаттлом. «Это позволяет предположить, что RBP3 может действовать как динамический переносчик ретиноидов, оптимизируя транспорт между пигментным эпителием и фоторецепторами», — добавила доктор Винита Каушик, соавтор исследования. Напротив, связывание с жирными кислотами, такими как DHA, не вызывало существенных структурных изменений, что указывает на различный механизм транспорта для жирных кислот и ретиноидов.

Значение для исследований заболеваний сетчатки


Это открытие имеет важные последствия для понимания прогрессирования заболеваний сетчатки:



  • Мутации в RBP3 ассоциированы с пигментным ретинитом и миопией.

  • Снижение уровня RBP3 связано с прогрессированием диабетической ретинопатии.

  • Роль RBP3 в стабилизации ретиноидов и ограничении окислительного повреждения определяет его как потенциальную терапевтическую мишень и диагностический биомаркер.


«Теперь, когда у нас есть трехмерная модель RBP3, мы можем изучать, как он взаимодействует с другими белками сетчатки, и использовать эти знания в будущих терапиях», — заключил доктор Фернандеш.

Перспективы дальнейших исследований


В будущем планируется сосредоточиться на:



  • Изучении взаимодействий RBP3 с другими компонентами зрительного цикла

  • Исследовании его роли при патологических состояниях

  • Разработке терапевтических средств для модуляции активности RBP3

  • Оценке его потенциала как биомаркера ранних стадий дегенерации сетчатки


Эта фундаментальная работа открывает новые направления как в фундаментальной науке о зрении, так и в разработке стратегий лечения заболеваний сетчатки.

Источник:

Vineeta Kaushik et al, CryoEM structure and small-angle X-ray scattering analyses of porcine retinol-binding protein 3, Open Biology (2025). DOI: 10.1098/rsob.240180