A csomós fehérjék rejtélye

A fehérjék aminosavak hosszú láncai, amelyek minden élőlény nélkülözhetetlen építőkövei. Ezek a láncok összetett, háromdimenziós alakzatokat alkotnak, amelyek kulcsszerepet játszanak funkciójukban – amikor például a molekulák zárként és kulcsként illeszkednek egymáshoz.

Tehát a molekuláris biológia egyik legnagyobb kihívása annak megértése, hogy a fehérjék hogyan alakítják ki ezeket az alakzatokat, és hogyan teszik ezt ilyen megbízhatóan és gyorsan. Ez a fehérje hajtogatásának problémája.

Ebben a rejtélyben van egy érdekes rész. Molekuláris biológusok sok éven át azzal érveltek, hogy bár a fehérjék nagyon összegabalyodhatnak, hétköznapi körülmények között nem tudnak csomót alkotni, mert ez csapdába ejtené a szerkezetet, és megakadályozná, hogy tovább gyűrődjön.



A századforduló óta azonban más nézet alakult ki. A biológusok felfedezték, hogy egyes fehérjék csomókat alkotnak. És ez felvet néhány érdekes kérdést: hogyan keletkeznek ezek a csomók és miért?

Ma Sophie Jackson, a Cambridge-i Egyetemen és néhány haver munkájának köszönhetően kapunk betekintést. Ezek a srácok áttekintik a csomóképző fehérjék területét, és felvázolják a megválaszolatlan főbb kérdéseket.

Ez a munka jelentős potenciállal rendelkezik. A feltekert vagy rosszul összehajtogatott fehérjék mérgező hatásúak lehetnek, így a csomók jobb megértése és kialakulásuk miértje fontos orvosi következményekkel járhat.

A csomókat általában a kereszteződések száma és az ezek által lehetővé tett változatok száma alapján katalogizálják. Egy egyszerű háromszögű csomónak három keresztezése van, csak egy variációval, ezért ezt a 31-et jelöljük. Az összetettebb, öt keresztezésű csomónak két változata van, 51-es és 52-es jelöléssel, míg a hét keresztezésű csomóknak hét változata van, 71, 72, … 77 jelöléssel. Stb. A variációk száma exponenciálisan növekszik a keresztezési számmal.

nate ezüst jóslat 2016-os elnökválasztás

A biológusok egyre több csomós fehérjét fedeztek fel. Valóban, a bejegyzések körülbelül 1 százaléka Protein Data Bank csomósodnak, és legalább 19 fehérje alkot egyszerű 31 fenyőt.

Ezen csomós fehérjék némelyike ​​fontos szerepet játszik az emberi biokémiában. Például a humán ubiquitin C-terminális hidroláz 1-es izoformája (UCH-L1) 52 csomós, és a neuronokban lévő oldható fehérjék legfeljebb 5 százalékát teszi ki.

Az UCH-L1 jelentős tanulmányok középpontjában állt, nem utolsósorban azért, mert ennek a molekulának egy nem kötött változata a Parkinson-kórban is szerepet játszik. Egy tanulmányban a kutatók optikai csipesz segítségével létrehozták ennek a molekulának a különböző változatait, amelyek vagy nem csomózott, 31 csomós vagy 52 csomós volt. Ezután megmérték, hogyan hajtogatott újra a fehérje.

Mint kiderült, a csomó jelenléte jelentősen lelassítja a fehérje gyűrődési sebességét. Ezenkívül összetettebb energiaképet hoz létre, amely lehetővé teszi a közbenső formák sokkal szélesebb körének kialakulását a hajtogatási folyamat során. Sőt, az 52 csomós terület végül sokkal nagyobb lesz a kelleténél.

mítoszromboló telefonkönyv

Nem világos, hogy pontosan milyen szerepet játszhatnak a további formák, vagy miért lehet fontos a lassabb hajtási sebesség. Mindezt számítástechnikailag kell feltárni a jövőben. A problémák összetettsége még a mai legerősebb számítógépek számára is megnehezíti ezt, így a jobb összehajtási szimulációk fontos területei lesznek a jövőbeli munkának.

Az egyik érdekes nyom az, hogy a csomók gyakran előfordulnak a fehérjékben azon helyek közelében, ahol az enzimek kötődnek a molekulához. Ez arra utal, hogy a csomó alakja a zár és a kulcs alakjának döntő részét képezi. Ez magyarázhatja jelenlétüket – a csomók lehetővé tehetik, hogy a fehérjék olyan alakzatokat alkossanak, amelyeket egyébként nehéz vagy lehetetlen elérni.

Jackson és társa befejezésül egy sor megválaszolatlan kérdést sorolnak fel ezen a területen. Ezek némelyike ​​a biológusok csomózási szimulációjának korlátaihoz kapcsolódik – például ezekből a szimulációkból hiányzik a csomózási folyamat bármely fontos lépése?

Egy másik kihívás annak megértése, hogy bonyolultabb struktúrák alakulhatnak-e ki összetett csomókból, amikor az egyik csomó a másikban képződik. Néhány elméleti munka azt sugallja, hogy az ilyen típusú struktúráknak fontos előnyei lehetnek.

És végül, lehetséges-e csomózott fehérjét csomómentessé cserélni néhány megfontolt szerkezeti vágással? Ez olyasvalami, amit egy vállalkozó szellemű enzim könnyen elérhet.

A csomók fehérjehajtogatásban játszott szerepének jobb megértése fontos hatással lesz a biokémiára. És ez a fajta tudás a terápiás gyógyszerek felfedezésében és fejlesztésében is jól használható. Ezért ezek a kérdések nem csak tudományos érdeklődésre tartanak számot.

Ref: arxiv.org/abs/1610.05779 : Hogyan hajtsunk bonyolultan: elmélet és kísérletek segítségével feltárjuk a csomós fehérjék tulajdonságait

elrejt

Tényleges Technológiák

Kategória

Nincs Kategorizálva

Technológia

Biotechnológia

Technikai Politika

Klímaváltozás

Ember És Technológia

Szilícium-Völgy

Számítástechnika

Mit News Magazin

Mesterséges Intelligencia

Tér

Okos Városok

Blockchain

Feature Story

Alumni Profil

Öregdiák Kapcsolat

Mit News Funkció

1865

Az Én Nézetem

77 Mass Ave

Ismerje Meg A Szerzőt

Profilok A Nagylelkűségben

Az Egyetemen Látható

Öregdiák Levelei

Hírek

Mit News Magazine

Választások 2020

Indexszel

A Kupola Alatt

Tűzoltótömlő

Végtelen Történetek

Pandémiás Technológiai Projekt

Az Elnöktől

Fedősztori

Képgaléria

Ajánlott