Kalsiyum, düşünceyi, hareketi ve diğer vücut fonksiyonlarını kontrol eden önemli bir vücut elementidir. Bu olaylar, iyon kanalları denilen, kalsiyum iyonlarının hücreye giriş-çıkışına ve hücre bölümleri arasında akışına izin veren özelleşmiş proteinler tarafından yönetilir. Yıllardır bilim insanları kalsiyum iyon kanallarının nasıl çalıştığından emin olamıyorlardı.
Kalsiyumun eşik bekçisi IP3R‘nin yapısının atomik ölçekteki yeni görüntüleri, bu gizemi çözmek için yeni bir adım olabilir ve kanal bozukluklarıyla alakalı pek çok hastalığın tedavisine olanak sağlayabilir.
IP3R kanalı, Houston’daki Texas Tıp Merkezi Üniversitesi (UTHealth), Biyokimya ve Moleküler Biyoloji Bölümü’ndeki bilim insanları tarafından görüntülendi. Bulguları, Nature dergisinde yayımlandı.
UTHealth Tıp Fakültesi’nde biyokimya ve moleküler biyoloji doçenti olan ve çalışmanın yürütücüsü Irina Serysheva şunları söyledi: “Artık IP3R’nin eşik mekanizmasının yapısını biliyoruz. Bu çalışma pek çok fonksiyonel ve çevrimsel çalışmaya ivme kazandıracak ve yeni ilaç tasarım alanlarına olanak sağlayacak.”
IP3R kalsiyum kanalı sinyal aldığında, kalsiyum iyonlarının hücre zarı boyunca hareketi için yollar yaratıyor. Çoğunlukla hatasız çalışmasına rağmen, işler plana uygun ilerlemediğinde ciddi sağlık sorunları meydana geliyor.
“Bu sağlık sorunları arasında Alzheimer hastalığı, Parkinson hastalığı, Huntington hastalığı, kalp büyümesi, kalp yetmezliği, kanser ve felç bulunuyor” diye aktarıyor Irina Serysheva.
Çalışmada fare beyninden alınmış IP3R kanal proteinleri kullanıldı. Araştırmacılar, kanalı atoma yakın çözünürlükte görüntülemek amacıyla, düşük sıcaklıklarda çalışan elektron mikroskobu ve bilgisayarlı yeniden yapılandırma teknikleri kullandı. Sonrasında, hücrenin içinde bulunduğu haliyle proteinin 3 boyutlu durumunu yansıtan bir model inşa ettiler.
UTHealth Tıp Fakültesi, Biyokimya ve Moleküler Biyoloji Bölümü’nde profesör ve bölüm başkanı olan Rodney Kellems, “Kanalın açılışı ve kapanışını moleküler bazda anlamak ve bu sürecin çok çeşitli içsel moleküller ve farmakolojik düzenleyiciler tarafından nasıl kontrol edildiğini anlamak için, bu kanalların 3 boyutlu yapısını bilmek gerekiyor,” diyor.
Serysheva ise “Eğer yapıyı bilmezsek, işlevi çözemeyiz,” diye ekliyor.
Kaynak: Phys.org, “Biochemists uncover structure of cellular memory mechanism”
< http://phys.org/news/2015-10-biochemists-uncover-cellular-memory-mechanism.html >
Referans: Gating machinery of InsP3R channels revealed by electron cryomicroscopy, Nature (2015) DOI: 10.1038/nature15249
< http://dx.doi.org/10.1038/nature15249 >