Memahami dan mereplikasi beragam cara di mana protein seluler lipat dan interkoneksi adalah kunci untuk memahami proses kehidupan dan gangguan besar, seperti penyakit Parkinson.
Sekarang, penelitian baru dari ahli biokimia dan ahli biologi struktural di Weill Cornell Medical College di New York City menunjukkan tantangan dalam mereplikasi koneksi tersebut akan lebih sulit daripada yang dibayangkan para ilmuwan. Tapi janji melakukannya menggunakan "bioteknologi" mungkin jauh lebih besar bagi ilmu kedokteran, juga.
Sebagaimana dilaporkan baru-baru ini dalam Prosiding National Academy of Sciences , para peneliti menemukan bahwa struktur satu dari protein-protein yang paling ke-umum "hook-up" - alfa heliks "melingkar kumparan" - lebih bervariasi daripada sebelumnya diyakini.
Kumparan melingkar terbentuk dari jalinan struktur spiral yang menempel karena mereka memiliki jarak teratur patch berminyak di permukaan mereka. "Kumparan melingkar terjadi ketika struktur protein di mana-mana, yang disebut alpha helix, datang bersama dengan yang lain heliks alfa," jelas Dr Lu. "Kumparan yang terbentuk terdiri dari mengulangi tujuh asam amino."
Kumparan melingkar dapat melibatkan dua atau lebih helai individu. Sebagai contoh, myosin protein otot memiliki dua rantai spiral dibungkus. Protein dengan 3-5 helai juga telah ditemukan.
"Sekarang, dalam nyata pertama, kita telah menemukan apa yang ahli biokimia sebut 'tujuh-heliks kumparan digulung,'" kata peneliti senior Dr Min Lu, profesor biokimia di Weill Cornell Medical College.
"Setiap struktur baru kita mengidentifikasi dalam perbendaharaan kumparan digulung menambahkan kemungkinan menarik untuk menguraikan struktur di alam dan merancang analog fungsional, untuk digunakan dalam penemuan obat," jelas Dr Lu. "Kumparan melingkar Sebelumnya, orang mengira dibangun dari - paling banyak -. Lima heliks"
"Penemuan kami dari sebuah kumparan melingkar tujuh-heliks berarti desain rasional berdasarkan rekayasa protein baru saja mendapat lebih rumit," tambah peneliti utama studi tersebut, Dr Jie Liu, asisten profesor riset di Departemen Biokimia di Weill Cornell.
Apa sebenarnya adalah rekayasa protein? Seperti Dr Lu menjelaskan, setiap hari tubuh menggunakan gen untuk mengkodekan dan mengekspresikan puluhan ribu protein yang berbeda yang melipat bersama di kompleks, tiga-dimensi cara untuk melakukan fungsi tertentu.
"Memahami, memperbaiki dan bahkan mereproduksi hubungan timbal balik ini benar-benar perbatasan ilmiah berikutnya, dengan potensi yang tak terbatas untuk ilmu kesehatan dan seterusnya. Saat ini, bagaimanapun, kita tahu relatif sedikit tentang cara kerja protein," kata Dr Lu.
Salah satu dari beberapa jenis protein-protein obligasi yang ilmuwan berpikir mereka mengerti adalah "kumparan digulung."
Rekayasa protein pertandingan-up yang melibatkan satu atau dua dari obligasi ini heliks tidak terbukti terlalu sulit. Tetapi sebagai jumlah meningkat heliks, konfigurasi yang dihasilkan menjadi jauh lebih sulit untuk memprediksi atau meniru.
"Ini seperti dadu bergulir - dadu lebih di tangan Anda, semakin banyak konfigurasi yang mungkin," kata Dr Lu.