Białko opiekuńcze z oka może zrewolucjonizować leczenie zaćmy

Ostatnio grupa naukowców bada prawdopodobny mechanizm, w którym białko α-krystalina występujące w oku, chroni soczewkę przed zmętnieniem. Taki fakt może być podstawą w produkcji nowych leków przeciwko zaćmie.

Soczewka ludzkiego oka zawiera białko γD-krystalinę, które może zmieniać swoją konformację, utleniać się, a jego agregaty wywołują zmętnienie soczewki, czyli zaćmę. Inne białko, również występujące w oku, α-krystalina przeciwdziała natomiast powstawaniu skupisk γD-krystaliny. Jak działa ono na poziomie molekularnym? Do tej pory było to tajemnicą.

030620-N-0000L-001 Portsmouth, Va. (Jun. 20, 2003) -- Cmdr. Gary A. Tanner, an ophthamologic surgeon at Naval Medical Center Portsmouth, inserts a synthetic lens into the eye of a patient following the removal of cataracts in her left eye. Cataract removal surgery is just one of the services offered at Naval Medical Center Portsmouth. U.S. Navy photo by Journalist 2nd Class Sarah Langdon. (RELEASED)

Rys. 1 Operacja na oku

Ze względu na zmienną liczbę domen α-krystaliny, trudno jest ją badać wykorzystując techniki, takie jak spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) w celu zbadania zmian jej kształtu i wiązań międzycząsteczkowych.

W 2000 r. prof. Krishna Sharma, okulista z University of Missouri, odkrył mini-α-krystalinę (MAC). Jest to mały, złożony z 19 aminokwasów fragment α-krystaliny posiadający właściwości chaperonu w stosunku do białka macierzystego.

Wykrycie białka MAC jest o wiele łatwiejsze, niż całej cząsteczki krystaliny, a co więcej możliwe przy użyciu techniki NMR. Badania zostały przeprowadzone przez prof. Jayanti Pande i prof. Alexandra Shekhtmana oraz ich współpracowników z University at Albany. Zaobserwowano wtedy, że MAC zapobiega zaćmie przez słabe związanie z podstawową, zwiniętą γD-krystaliną, a następnie mocne związanie, gdy stres cieplny lub chemiczny powoduje rozwijanie γD-krystaliny.

„Poprzez niższe powinowactwo do wiązania z cząsteczką w naturalnym stanie można stwierdzić, że dwuetapowy proces jest bardzo wydajny kinetycznie, a słabo związany chaperon wyszukuje w białku rozwinięte regiony,” mówi Jonathan King z MIT.

Ponieważ ludzka α-krystalina najprawdopodobniej bierze udział w tym procesie, przynajmniej w pewnym stopniu, badania naukowców dostarczają nam pierwszy molekularny model do badań nad ochroną soczewki oka. Odkrycie jest przełomem w projektowaniu pochodnych MAC, które będą stosowane jako leki na zaćmę. „Na przykład, można zsyntezować D-aminokwas MAC, który będzie miał dłuższy okres półtrwania w organizmie,” dodaje prof. Sharma.

1. Priya R. Banerjee , Ajay Pande , Alexander Shekhtman , and Jayanti Pande Biochemistry 2014, DOI: 10.1021/bi5014479

2. http://cen.acs.org/articles/93/i1/Eye-Exam-Chaperone.html

Opracowała: Olga Polakowska

Korekta: Karol Madejczyk

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*