Bilgisayar modeli artan kolesterolün kalbindeki belirli iyon kanalı üzerindeki etkisini ortaya koymaktadır.

Anonim

Bir bilgisayar modeli kullanarak, North Carolina State Üniversitesi'nden araştırmacılar ve Chicago'daki Illinois Üniversitesi, kalpteki potasyum seviyelerinin düzenlenmesinde yer alan belirli bir iyon kanalı üzerindeki artan kolesterol miktarlarının etkisini ortaya çıkardı. Çalışma kolesterol ve kalp fonksiyonu arasındaki etkileşimlere daha fazla ışık tutuyor ve gelecekteki kardiyak tedaviler üzerinde bir etkisi olabilir.

İyon kanalları, bir hücrenin çevredeki ortamı ve hücrenin iç kısmı arasındaki iyonların taşınmasını kontrol eden bir hücre zarı içinde yer alan proteinlerdir. Kalp kasının kasılmasına izin veren elektrik akımı, hücre zarı boyunca bir dizi iyon transferinin ürünüdür. Her bir kalp hücresinde, zar içinde, kalsiyum, sodyum veya potasyum gibi belirli bir yüklü atomu, dış ortamdan kalp hücresine taşıyan iyon kanalları bulunur.

NC State'de entegre sentetik ve sistem biyolojisi ve elektrik ve bilgisayar mühendisliği yardımcı doçenti ve araştırmayı tanımlayan bir makalenin eş-yazar yazarı olan Belinda Akpa, kolesterol moleküllerinin Kir2 denilen özel bir iyon kanalı üzerindeki etkisini araştırdı. potasyumun kalp hücrelerine aktarılması.

Akpa, "Kolesterol kendi içinde ve içinde kötü bir şey değil" diyor. "Her zaman hücre zarında bulunur. Kolesterol seviyeleri değiştiğinde problemler yaşanır. Kolesterol normal bir zarın yüzde 30'u gibi bir şey olduğu için, neden nispeten küçük bir artış olduğunu anlamak istedik - yaklaşık 30'dan 40'a kadar yüzde - aniden şeyleri yanlış yapar.

Akpa, Chicago Üniversitesi, Illinois Ph.D. öğrencisi Nicolas Barbera ve Chicago Üniversitesi'nden Illinois Üniversitesi'nde tıp profesörü, farmakoloji ve biyomühendislik yapan eş-yazar yazar Irena Levitan, kolesterol moleküllerinin Kir2 iyon kanalıyla etkileşime girme biçimlerini ortaya çıkarmak için bilgisayar modellemesini kullandılar. Bireysel kolesterol moleküllerinin Kir2 kanalına güçlü bir şekilde bağlanmadığı halde, kolesterol düzeylerinin artırılmasının, bu etkileşimleri kanalın çok büyük ölçüde ezici hale getirdiğini bulmuşlardır.

Proteinler ve küçük moleküller genellikle sadece belirli bir molekülün protein üzerinde belirli bir bölgeye sığabildiği kilitler ve anahtarlar gibi etkileşirler. Bu etkileşimler proteinin şekil değiştirmesine neden olur - Kir2 durumunda, bu bölgelere kayan kolesterol, proteinin potasyum iyonlarının bir kalp hücresine girmesine izin vermek için açma veya kapama girişimlerine müdahale eder. Modellerinde Akpa, Barbera ve Levitan, kolesterol moleküllerinin işgal etmeye çalıştığı Kir2 iyon kanalında dört "kilit" tespit etti.

"Kolesterol aslında bu kilitlerin bir kısmına ait olabilir, fakat aynı zamanda muhtemelen kullanılmamış olması gereken yerlere gitmeye çalışacağız, bu da proteinin şeklini açmasına izin verecek şekilde şeklini değiştirebilme yeteneğini engeller ve normalde kapat, "diyor Akpa. “Bu bir sorundur çünkü hücreler, farklı zamanlarda içeri ve dışarı hareket eden iyonların karmaşık koreografisini düzenlemek için iyon kanallarına ihtiyaç duyarlar. Aslında, bu, iyon değişimlerinin bir senfonisini almak ve yanlış bir not eklemek gibidir.”

Ekip için gelecekteki çalışmalar, özellikle ilave kolesterolün proteinin açılma ve kapanma yeteneğini nasıl değiştirdiğine odaklanacaktır.

İş Biyofizik Dergisi'nde yer almaktadır.

menu
menu