Ученые из Киото, Мельбурна и Парижа обнаружили новый механизм активации пирина

Три международных научных коллектива, работавших независимо, выявили ранее неизвестный путь активации пирина — ключевого белка инфламмасом. Мутации в его гене MEFV вызывают аутовоспалительные заболевания, в том числе периодическую болезнь (семейную средиземноморскую лихорадку). Новый механизм задействует регулятор клеточного цикла CDC42: он связывается с С-концевым доменом пирина и запускает его параллельно известному RhoA-зависимому пути. Результаты трех статей и комментарий независимого эксперта опубликованы в журнале Science Immunology. Данную информацию сообщает портал N + 1.

Пирин работает как паттерн-распознающий рецептор, связанный с цитоскелетом. При активации он собирает инфламмасому из самого пирина, белка PYCARD (он взаимодействует с N-концевым доменом PYD) и каспазы-1. Это вызывает созревание интерлейкинов-1β и -18, расщепление гасдермина D, образование пор в мембране и пироптоз. В покое активная ГТФаза RhoA активирует киназы N1 и N2, которые фосфорилируют пирин, и он связывается с белками 14-3-3, оставаясь в неактивном состоянии. При инактивации RhoA — например, бактериальными токсинами — пирин активируется. Мутации MEFV с приобретением функции снижают порог активации и приводят к болезни. Многие такие мутации находятся в домене B30.2, который есть у человека, но отсутствует у мыши.

Первая группа исследователей под руководством Ёситаки Хонды из Киотского университета вместе с коллегами из Германии и Японии проанализировала in vitro варианты MEFV из базы Infevers. С помощью клеточной пироптозной системы они охарактеризовали 265 миссенс-вариантов и нашли новые патогенные, часть которых с сильными эффектами и редкие в популяции — в домене B30.2. Эксперименты показали, что пирин активируется и агрегирует при ингибировании киназ N1 и N2, то есть по механизму, независимому от RhoA и PYD, а мутации B30.2 усиливают этот эффект. При нокауте гена CDC42 активации не происходило. Мутация CDC42R186C, вызывающая аберрантное пальмитоилирование и связывание с аппаратом Гольджи, привела к накоплению пирина на Гольджи. Химерные и мутантные варианты CDC42 подтвердили: мембранная форма белка регулирует транспорт пирина и стимулирует его агрегацию независимо от ГТФазной активности. Моделирование AlphaFold 3 указало на связывание домена B30.2 пирина с CDC42 и роль мутаций в этом.

Вторая группа Сета Мастерса из Университета Монаша (Австралия, а также Германия, США и Южная Корея) секвенировала экзомы семьи с аутовоспалительным заболеванием в трех поколениях и нашла новый вариант CDC42M45L. В трансгенных клетках с флуоресцентными белками этот вариант показал повышенную гидрофобную аффинность к пирину и способствовал активации инфламмасом. С помощью усеченных вариантов пирина ученые подтвердили связывание CDC42 с доменом B30.2, а моделирование AlphaFold выявило критическую роль метионина в положении 45. Третья группа Жерома Делона из Университета Париж-Сите (коллеги из Австралии, Германии, Италии, Нидерландов, Франции и Японии) использовала секвенирование по Сэнгеру. У шести пациентов из трех семей они нашли гетерозиготный вариант CDC42T43I. Он не влиял на локализацию CDC42, но повышал аффинность к пирину и усиливал активацию инфламмасом, причем механизм отличался от пальмитоилирования при R186C. Замена треонина 43 на другие аминокислоты показала, что от него зависит степень активации пирина вне зависимости от