Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Penemuan dalam enzim antioksidan dikaitkan dengan penyakit kuning

Anonim

Jaundis, yang ditandakan dengan menguning kulit, biasa berlaku pada bayi, tetapi juga merupakan gejala pelbagai penyakit dewasa. Perubahan warna ini disebabkan oleh bilirubin berlebihan (BR), bahan yang memberikan hempedu warna kuning. Walau bagaimanapun, BR juga merupakan antioksidan penting, yang pada tahap yang sihat melindungi sel-sel daripada kerosakan peroksida. Namun, pengeluarannya dalam badan sudah lama menjadi sumber ketidakpastian.

iklan


Kini, kerjasama penyelidikan Jepun yang melibatkan Osaka University percaya ia mempunyai jawapannya. BR sudah diketahui dihasilkan dari kimia berkaitan, biliverdin (BV), oleh enzyme biliverdin reductase (BVR). Enzim membungkus BV dan memindahkan dua atom hidrogen - satu positif dan satu negatif - untuk menghasilkan antioksidan kuning. Walau bagaimanapun, ahli biologi tidak dapat menentukan bahagian mana enzim yang terlibat secara kimia dalam proses (tapak aktif), atau di mana hidrogen positif berasal. Penemuan baru-baru ini dilaporkan dalam Nature Communications .

"Kajian terdahulu menggunakan BVR dari tikus, dan tidak dapat menjernihkan enzim dengan cukup baik untuk menentukan bagaimana ia mengikat BV, " kata pengarang bersama kajian Keiichi Fukuyama. "Kami menyedari bahawa enzim yang sama dalam bakteria Synechocystis mempunyai bentuk yang hampir sama, tetapi lebih mudah untuk diperiksa oleh crystallography sinar-X."

Untuk mengejutkan mereka, para penyelidik menemui dua molekul BV - satu ditumpuk ke atas yang lain - di tapak aktif, walaupun hanya satu yang ditukar kepada BR. Dari data X-ray, mereka menyimpulkan mengapa dua diperlukan. Bv pertama, kerana arah yang dihadapi untuk menerima hidrogen negatif, tidak dapat menerima hidrogen positif langsung dari enzim tersebut. Sebaliknya, BV kedua bertindak sebagai saluran hidrogen untuk membolehkan proses itu, tetapi tidak sendiri ditukar kepada BR.

Daripada struktur, para penyelidik mencadangkan yang mana 328 asid amino enzim sebenarnya memberikan atom hidrogen positif. Kemudian, mereka melakukan eksperimen di mana enzim telah bermutasi untuk menghapuskan asid amino secara khusus, sambil meninggalkan yang lain utuh. Enzim yang dihasilkan, sama ada dari bakteria, tikus, atau manusia, hampir tidak dapat menghasilkan BR. Eksperimen selanjutnya mengesahkan bahawa tikus dan enzim manusia juga menggunakan dua molekul BV, sama seperti bakteria.

"Penyusunan rapi dua molekul substrat semasa proses enzim ini sangat jarang berlaku, " kata Fukuyama. "Pengertian yang lebih baik tentang pengeluaran BR bukan hanya menarik untuk biokimia, tetapi harus membantu kita mengembangkan ubat-ubatan untuk penyakit-penyakit yang ditandai oleh penyakit kuning yang teruk dari kelebihan BR, seperti hepatitis."

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh Universiti Osaka . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. Haruna Takao, Kei Hirabayashi, Yuki Nishigaya, Haruna Kouriki, Tetsuko Nakaniwa, Yoshinori Hagiwara, Jiro Harada, Hideaki Sato, Toshimasa Yamazaki, Yoichi Sakakibara, Masahito Suiko, Yujiro Asada, Yasuhiro Takahashi, Ken Yamamoto, Keiichi Fukuyama, Masakazu Sugishima, Kei Wada . Struktur substrat terikat cyanobacterial biliverdin reductase mengenal pasti substrat yang disusun sebagai kritikal untuk aktiviti . Komunikasi Alam, 2017; 8: 14397 DOI: 10.1038 / ncomms14397