Die Struktur des Proteins, das für die Gesundheit des Herzens und des Nervensystems verantwortlich ist, wird entschlüsselt
Zuletzt überprüft: 16.10.2021
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Wissenschaftler der University of Michigan (UM) entschlüsselten die Struktur des Proteins, das ein wesentlicher Bestandteil des Prozesses ist, der für die Erhaltung der Gesundheit des Herzens und des Nervensystems des Menschen verantwortlich ist.
Dieses Protein ist Cystathionin-beta-Synthase (Cystathionin Beta-Synthase, SBC). Für die Synthese von Schwefelwasserstoff (H2S), einem gasförmigen Signalmolekül, das die Gesundheit des Herzens und des Nervensystems erhält, verwendet CBS Vitamin B6. Bei Tieren bewirkt H2S einen Zustand der Aussetzung oder des Winterschlafs, der die Körpertemperatur senkt und die Stoffwechselrate senkt.
Die Arbeiten an der Aufklärung der Struktur wurden unter der Leitung von Professor der Medizinischen Universität von Michigan School of Biological Chemistry (UM Medical School) PhD Ruma Banerjee (Ruma Banerjee), Professor und Forscher des Instituts für Lebenswissenschaften (Life Sciences Institute) UM Ph.D. Janet Smith (Janet Smith) durchgeführt und ihre Kollegen. Die Ergebnisse werden im Journal Proceedings der National Academy of Sciences veröffentlicht.
"Die Struktur des Proteins CBS, das Wissenschaftlern seit mehr als einem Jahrzehnt entgeht, liefert eine Menge neuer Informationen über die Bildung eines Gasenzyms, das besonders wichtig für das Gehirn ist", sagte Banerjee. "Die Interpretation dieser Struktur bietet eine Grundlage für das Verständnis der Mutationen, die Homocystinurie verursachen - eine Erbkrankheit, die das Sehen, Skelett, Herz-Kreislauf- und Zentralnervensystem beeinflusst."
Zum ersten Mal gibt die vollständige Struktur von CBS eine Erklärung für die Homocystinurie, die durch Defekte in diesem Protein auf molekularer Ebene verursacht wird.
Die Enzymaktivität wird durch SAMe (S-Adenosylmethionin) verstärkt, ein Lebensmittelzusatz, der als Antidepressivum und entzündungshemmendes Mittel verwendet wird. In Verbindung mit CBS erhöht SAMe die Produktion von Schwefelwasserstoff.
„Molekularer Ebene CBS-Domänenarchitektur zu verstehen, die von SAMe in Wechselwirkung tritt, öffnet sich die Tür für Rational Drug Design für die Feinabstimmung der Herstellung von Schwefelwasserstoff in den pharmakologischen Zwecken,“ - sagt PhD Marcos Koutmos (Markos Koutmos), Mitglied der Forschungsgruppe Smith.
Die Wissenschaftler ergriffen das Enzym CBS an zwei Stellen seiner komplexen chemischen Reaktion und "fingen" zwei hochreaktive chemische Zwischenprodukte im aktiven Zentrum des Enzyms. Ihre Strukturen offenbaren die Details, wie Vitamin B6 CBS hilft, komplexe Reaktionen zu führen, die zur Bildung von Schwefelwasserstoff führen.
Wichtige chemische Details, die von Forschern in CBS gesehen werden, können nützlich sein, um die Struktur anderer menschlicher Enzyme zu entschlüsseln, die von Vitamin B6 abhängen, die mehr als 50 sind.