Мутации в белке важные для здоровья и выживания

Прочитано: 20 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Оценок пока нет)
Loading ... Loading ...


Мутации в ключевом белке, который контролирует клеточные функции, важные для здоровья и выживания.

Новый исследовательский проект использует Канадский источник света, чтобы помочь исследователям понять белок, отвечающий за регуляцию сердцебиения. Ошибки в структуре этого важного белка могут привести к потенциально смертельной аритмии, и понимание ее структуры должно помочь исследователям в разработке методов лечения.

Этот белок , кальмодулин (CaM), регулирует сигналы, которые заставляют сердце сокращаться и расслабляться почти у всех животных с сердцебиением.

«Обычно вы обнаруживаете некоторые различия между версиями белков от одного вида к другому», — объясняет Филип Ван Петегем, профессор кафедры биохимии и молекулярной биологии Университета Британской Колумбии. «Для кальмодулина это не так — это невероятно консервативно».

Он также контролирует сотни различных белков в организме, регулируя широкий спектр клеточных функций, которые так же важны для нашего выживания и здоровья, как и устойчивое сердцебиение.

«Поскольку он играет столь важную роль в сердце, взаимодействуя и регулируя так много разных важных белков и видя, что кальмодулин одинаков у всех видов позвоночных , общее мнение заключалось в том, что у вас никогда не будет мутаций в ваших генах кальмодулина и выжить «говорит Ван Петегем. «Вы бы затронули так много разных процессов в клетке».


Но за последние несколько лет было идентифицировано несколько людей, которые выживают, несмотря на мутации в их генах CaM. Хотя ожидалось, что это состояние приведет к тяжелым последствиям, таким как эпилепсия и серьезные генетические нарушения, наиболее серьезным симптомом, по-видимому, является сердечная аритмия , нерегулярное сердцебиение, которое убивает 40 000 канадцев в год.

«Многие люди сначала не верили в это, но это было подтверждено», — отмечает он, добавляя, что полученные данные подняли совершенно новые вопросы о том, как CaM работает в организме.

Ван Петегем и его коллеги обратились к CLS, чтобы выяснить, что различные мутации сделали с внутренней работой этого сложного белка.

«Это все о получении трехмерных структур, и вам нужны очень яркие рентгеновские лучи, чтобы увидеть много деталей в этих структурах», объясняет он. «Нам также особенно повезло, что мы отлично сотрудничали с докторами Овергаардом и Виммером в Ольборгском университете, Дания, которые дополнили наши исследования данными спектроскопии ядерного магнитного резонанса».

Результат, опубликованный в Слушаниях Национальной академии наук , преподнес сюрпризы от CaM, который содержит более 150 аминокислот. Одно изменение любого из этих компонентов оказало огромное влияние на форму молекулы.

«Обычно, когда кальмодулин связывается с кальцием, он меняет свою форму, которая посылает сигнал кальциевому каналу на остановку и контролирует сердцебиение», — говорит Ван Петегем, который стал свидетелем огромного искажения, когда мутация препятствовала этому процессу связывания. «Это не было тонкой вещью — то, как весь белок складывается, очень отличается».

Команда Ван Петегема изучила четыре различных мутантных варианта белка CaM, регулирующего сердцебиение, и нашла разные структуры для каждого из них.

«Хотя различные мутации приводят к сердечной аритмии, способ, которым они это делают, специфичен для мутаций», — говорит Ван Петегем. Два из четырех мутантов выражали большие структурные конформации, с различными последствиями, показанными в двух других.

Мутантные структуры не имели ничего общего с CaM, обнаруженным у здорового человека, однако белок, по-видимому, все еще способен выполнять большинство своих функций в организме, даже если его контроль над сердцебиением нарушен.

Это загадочное понимание просто добавляет к сложностям CaM, которой Ван Петегем занимается с момента создания своей лаборатории UBC в 2007 году. На данный момент он продолжает оценивать значение изображений, предоставляемых синхротроном.

«Мы бы никогда не предсказали заранее, что увидели», — заключает он.

Мутации в белке важные для здоровья и выживания



Новости партнеров

Загрузка...