Výzkumníci dělají průlom v antioxidačním enzymu spojeném s žloutenkou

Star Trek New Voyages, 4x04-5, Blood and Fire, The Movie, Subtitles (Červenec 2019).

Anonim

Japonský výzkumný tým na univerzitě v Osaku zkoumal biliverdin reduktázu, enzym produkující bilirubin - látku spojenou s žloutenkou - od biliverdin (BV). Byly nalezeny dvě molekuly BV v místě enzymatické reakce v neobvykle uspořádaném uspořádání. Experimenty mutace potvrdily, která enzymová aminokyselina byla nezbytná pro produkci bilirubin. V navrhovaném mechanismu tato aminokyselina přenáší vodík na jednu molekulu BV, za použití druhé BV jako potrubí. To pomáhá při hledání léků proti žloutence.

Osaka - žloutenka, vyznačená žloutnutím kůže, je běžná u kojenců, ale také příznakem různých onemocnění dospělých. Toto zabarvení je způsobeno přebytečným bilirubinem (BR), což dává žluči žlutý nádech. BR je však také vitální antioxidant, který na zdravé úrovni chrání buňky před poškozením peroxidem. Její produkce v těle je však již dlouho zdrojem nejistoty.

Nyní se japonská výzkumná spolupráce na univerzitě v Osaka domnívá, že má odpověď. BR je již známo, že pochází z příbuzné chemické látky, biliverdin (BV), enzymem biliverdin reduktáza (BVR). Enzym obtéká BV a přenáší dva vodíkové atomy - jeden pozitivní a jeden negativní - aby produkoval žlutý antioxidant. Biologové však nemohli zjistit, která část enzymu byla chemicky zapojena do procesu (aktivní místo) nebo odkud pocházel pozitivní vodík. Zjištění byla nedávno oznámena v Nature Communications.

"Předchozí studie používaly BVR z krys a nikdy nemohly krystalizovat enzym natolik, aby zjistili, jak se váže na BV, " říká spoluautor studie Keiichi Fukuyama. "Uvědomili jsme si, že stejný enzym u bakterií Synechocystis má téměř stejný sklopný tvar, ale byl snadněji vyšetřen rentgenovou krystalografií."

K jejich překvapení našli výzkumníci dvě molekuly BV - jedna na druhé straně - na aktivním místě, i když pouze jedna byla přeměněna na BR. Z rentgenových dat odvodili, proč jsou potřebné dva. První BV, vzhledem ke směru, kterým čelí, aby dostával negativní vodík, nemůže přijmout pozitivní vodík přímo z enzymu. Místo toho druhý BV působí jako vodíkový kanál, který umožňuje proces, ale není sám převeden na BR.

Ze struktury výzkumníci navrhli, která z 328 aminokyselin enzymu skutečně poskytuje pozitivní atom vodíku. Pak provedli experimenty, ve kterých byly enzymy mutovány, aby specificky odstranily tuto aminokyselinu, zatímco ostatní zůstaly nedotčené. Výsledné enzymy, ať už z bakterií, krys nebo lidí, prakticky nemohly produkovat BR. Další experimenty potvrdily, že potkaní a lidské enzymy používají také dvě molekuly BV, stejně jako bakterie.

"Taková čistá stohování dvou molekul substrátu během enzymatických procesů je velmi vzácná, " říká Fukuyama. "Lepší pochopení produkce BR není pro biochémii jen vzrušující, ale mělo by nám pomoci vyvinout drogy pro choroby označené těžkou žloutenkou z přebytku BR, jako je hepatitida."

menu
menu