מודל המחשב מגלה אפקט של כולסטרול מוגבר על ערוץ יון מסוים בלב

Anonim

באמצעות מודל מחשב, חוקרים מאוניברסיטת צפון קרוליינה ואוניברסיטת אילינוי בשיקגו חשפו את ההשפעה של כמויות מוגברות של כולסטרול על ערוץ יון ספציפי המעורבים בוויסות רמות אשלגן בלב. העבודה שופכת אור נוסף על אינטראקציות בין הכולסטרול לתפקוד הלב ויכולה להשפיע על טיפולים קרדיאליים עתידיים.

ערוצי יון הם חלבונים הנמצאים בתוך קרום התא אשר שולט על הובלת יונים בין הסביבה הסביבתית של התא לבין פנים התא. זרם חשמלי המאפשר לשריר הלב להתכווץ הוא תוצר של סדרה של העברות יון על פני קרום התא. לכל תא לב יש תעלות יון בקרום המניע אטום טעון ספציפי - כגון סידן, נתרן או אשלגן - מהסביבה החיצונית אל תא הלב.

בלינדה אקפה, פרופסור לביולוגיה משולבת של סינתטי ומערכות, והנדסת חשמל ומחשבים ב NC המדינה, מחבר משותף של נייר המתאר את המחקר, בחן את ההשפעה של מולקולות כולסטרול על ערוץ יון מסוים, המכונה Kir2, אשר מסדיר את העברת אשלגן לתאי לב.

"כולסטרול אינו כשלעצמו דבר רע", אומר אקפה. "זה תמיד נוכחים בקרום התא, כאשר רמות הכולסטרול משתנות אנחנו מתחילים להיתקל בבעיות, בהתחשב בכך שהכולסטרול הוא בערך 30% מהקרום הרגיל, רצינו להבין מדוע גידול קטן יחסית הולך בין 30 ל -40 אחוז - פתאום עושה דברים להשתבש. "

Akpa, אוניברסיטת שיקגו ב אילינוי Ph.D. סטודנטית ניקולה ברברה, וסופרת מקבילה אירנה לויטן, פרופסור לרפואה, פרמקולוגיה וביו-הנדסה באוניברסיטת אילינוי בשיקגו, השתמשה במודלי מחשב כדי לחשוף את הדרכים שבהן מולקולות כולסטרול מקיימות אינטראקציה עם ערוץ יון Kir2. הם גילו כי בעוד שמולקולות כולסטרול בודדות אינן קשורות בצורה חזקה לערוץ Kir2, הגדלת רמות הכולסטרול גרמה לאינטראקציות אלו להיות רבות יותר, ובעיקר מכריע את הערוץ.

חלבונים ומולקולות קטנות לעיתים קרובות אינטראקציה כמו מנעולים ומפתחות, שבו רק מולקולה מסוימת יכולה להתאים לאזור מסוים על החלבון. אינטראקציות אלה גורמות לחלבון לשנות צורה - במקרה של קיר 2, כולסטרול מחליק לתוך אזורים אלה מפריע ניסיונות של חלבון לפתוח או לסגור כדי לאפשר יונים אשלגן לתוך תא לב. במודל שלהם, Akpa, Barbera ו Levitan זיהו ארבעה "מנעולים" על ערוץ יון Kir2 כי מולקולות כולסטרול ניסה לכבוש.

"כולסטרול עשוי למעשה להיות חלק מנעולים אלה, אבל אנחנו גם רואים את זה מנסה לעבור למקומות שצריכים כנראה להיות פנוי, אשר מפריע ליכולת של החלבון לשנות את צורתו בצורה המאפשרת לו לפתוח קרוב בדרך כלל, "אומר Akpa. "זו בעיה כי התאים דורשים תעלות יון כדי לתזמר כוריאוגרפיה מתוחכמת של יונים הנעים פנימה והחוצה בזמנים שונים.בעיקרון, זה כמו לקחת סימפוניה של חילופי יונים ולהכניס הערה שגויה.

עבודה עתידית עבור הצוות יתמקד באופן ספציפי על איך כולסטרול נוסף משנה את היכולת של החלבון לפתוח ולסגור.

היצירה מופיעה בביופיסיקל ג'ורנל.

menu
menu