Jawatan Popular

Pilihan Editor - 2019

Enzim baru dengan struktur didapati dapat menjelaskan bagaimana jantung dapat mengalahkan secara optimum

Anonim

Jantung adalah satu-satunya otot yang kontrak dan melonggarkan secara berterusan seumur hidup untuk mengepam darah kaya oksigen ke organ-organ tubuh. Penyelidik di Pusat Perubatan UT Southwestern kini telah mengenal pasti enzim yang sebelumnya tidak diiktiraf yang dapat mengoptimumkan penguncupan dan membawa kepada strategi baru untuk merawat kegagalan jantung.

iklan


Kontraksi jantung bergantung pada enzim motor yang dipanggil myosin yang menarik pada filamen actin serat otot. Penguncupan tersebut bertambah baik apabila myosin mempunyai molekul fosfat yang melekat padanya (fosforilasi), kata Dr. Audrey Chang, Penolong Profesor Fisiologi dan pengarang pertama kajian yang diterbitkan dalam Prosiding Akademi Sains Kebangsaan .

Jumlah fosforilasi yang berterusan adalah penting untuk fungsi jantung normal. Tahap fosforilasi optimum dikekalkan dengan mengimbangi aktiviti enzim miosin kinase yang menambah fosfat dan enzim yang menentang yang membuang fosfat. Jika jumlah fosforilasi terlalu rendah, hasilnya adalah kegagalan jantung - yang menjejaskan kira-kira 5.7 juta orang dewasa di Amerika Syarikat. Di samping itu, model haiwan dengan peningkatan fosforilasi myosin telah menunjukkan peningkatan prestasi jantung yang menentang tekanan yang menyebabkan kegagalan jantung, jelas penulis kanan Dr James Stull, Profesor Physiology.

Kajian antarabangsa yang diketuai oleh UT Southwestern mengenal pasti kinase myosin baru, yang dipanggil MLCK4, dan menyediakan struktur tiga dimensi pertama untuk mana-mana anggota keluarga MLCK, kata Dr Stull.

Para penyelidik mendapati bahawa dibandingkan dengan kinase myosin dalam lain-lain jenis otot (kerangka dan lancar), MLCK4 khusus jantung tidak mempunyai segmen pengawalseliaan yang dipelihara yang menghalang aktiviti kinase, penemuan struktur yang selaras dengan kajian biokimia yang menunjukkan kinase ini sentiasa dihidupkan.

Di samping itu, mereka mendapati bahawa satu lagi kinase miosin hanya terdapat dalam otot jantung (MLCK3) mengandungi segmen pengawalseliaan yang diubah suai yang membolehkan aktiviti protein dipertingkatkan oleh protein modulator kalsium, calmodulin. Oleh itu, kedua-dua enzim MLCK yang unik kepada otot jantung memberikan fosfat kepada myosin dalam hati yang normal untuk mengoptimumkan prestasi dan mencegah kegagalan jantung yang disebabkan oleh tekanan, Dr. Stull menjelaskan.

"Ekspresi jantung kinase ini, dan hubungan antara fosforilasi myosin rendah dan kegagalan jantung, menjadikan sasaran kinase miosin jantung ini untuk meningkatkan fungsi jantung yang menarik, " katanya.

Kajian tambahan sedang dijalankan, Dr. Stull berkata, untuk memahami laluan isyarat yang menggabungkan aktiviti kinase dengan matlamat mensasarkan kedua-dua kinase terapi untuk meningkatkan fosforilasi myosin pada mereka yang terkena kegagalan jantung.

iklan



Sumber Cerita:

Bahan yang disediakan oleh UT Southwestern Medical Centre . Nota: Kandungan mungkin diedit untuk gaya dan panjang.


Rujukan jurnal :

  1. Audrey N. Chang, Pravin Mahajan, Stefan Knapp, Hannah Barton, H. Lee Sweeney, Kristine E. Kamm, James T. Stull. Rantai cahaya myosin jantung difosilkan oleh aktiviti kinase Ca2 / calmodulin dan bergantung . Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, 2016; 201600633 DOI: 10.1073 / pnas.1600633113