フィブリノゲン分子の構造は、分子バネの役割を果たします

どのように血の塊は、創傷治癒と流れと行くために柔軟性のために剛性のその正確なバランスを維持するのですか？

の研究者医学のペンシルバニア大学と芸術と科学の学校はよく知られているタンパク質の構造は、血栓が伸縮し、血流などの物理的なストレス下に曲げることが一つの方法を説明し、分子バネの役割を果たすことが示されている。彼らは生物物理学ジャーナルの最新のオンライン版の手紙にその結果を報告する。この知識は、創傷治癒、脳卒中、および心血管疾患などの条件で血栓生理学に関する研究をお知らせいたします。

血栓は、主に凝固中にフィブリンに変換される血中蛋白質フィブリノーゲン、からなる繊維の三次元ネットワーク、です。組織が損傷しているときに血栓が血液の流れを食い止めるために剛性と可塑性の右の学位を持っている必要がある、まだそれが血流を遮断し、心臓発作や脳卒中を起こさないように十分に柔軟である。

以前の研究では、年長の著者ジョンW.ワイゼル、博士、細胞および発生生物学の教授は、個々の繊維の弾性特性を測定し、長いと非常に薄い繊維は、はるかに簡単にストレッチより曲げることがわかった、示唆している血栓は、主に繊維の屈曲によって、血液中を流れる、あるいは他のストレス下で変形する。

現在の研究は、個々の繊維フレックスその方法を示唆し、分子レベルにそれらの以前の結果を拡張 - α-ヘリカルコイルドコイルと呼ばれるフィブリノゲンの分子内の3つ、しっかりとねじれた棒状の領域の解明による。研究者は、原子間力顕微鏡を用いたフィブリノゲン分子の工学ストランドを引いて、この変化を測定した。このα-ヘリカルコイルドコイル"春"とは、タンパク質の構造に共通のモチーフは、最初の50年以上前に同定されたので、そのstretchinessは生物学や医学の広範な影響があるかもしれないです。

分子レベルでの機械的なプロセスを理解することによって、それは最終的には、単一の繊維と全体の凝血塊の機械的性質にどのように関連するかを確認することも可能です。この知識は、研究者は循環血液中のまたは傷では異なって形成されたフィブリン塊の機能に関する予測を行うのを可能にするかもしれません。例えば、血栓が十分な剛性ではない場合、出血の問題が発生し、血栓があまりにも硬くている場合、血栓が血液の流れを遮断するとき、その結果血栓症、問題がある可能性があります。最初の著者アンドレブラウン、ペンで物理学の大学院生、この研究は、血栓弾性と疾患との関係の力学を理解する第一歩であると指摘している。

他の科学者による最近の研究では、フィブリン繊維がスナップする前に4〜5倍、元の長さを伸ばすことができることを示した。 "これは誰もが今までに発見したことをポリマーの、ほとんどの拡張可能な、または伸縮性の一つである、"ワイゼル氏は述べています。 "しかし、分子レベルでのストレッチングが起こっどうです？私たちはどのようにそれがはるか​​に伸ばすことができるそうでなければ、それの一部はフィブリン分子の特定の部分から展開でなければならないと思う？"

シニア共著者デニスディッシャー、博士、物理学と電池＆分子生物学の大学院生のグループの教授からこれまでの研究では、いくつかの血液細胞の蛋白質のα-ヘリックス構造は機械的な力の低レベルで展開する可能性が示唆。しかし、"フィブリノゲン分子のコイルドコイル領域は、原子間力顕微鏡による応力下で展開する一部になるその前にそれが知られていなかった、"ブラウンは指摘している。

血栓の機械的性質の起源がよく理解されれば、それはそれらの特性を調節することが可能かもしれない、と研究著者らに注意してください。 "我々は特定のパラメータを変更できれば、おそらく我々は多かれ少なかれ硬くな血栓を作ることができる、"ワイゼル氏は説明します。例えば、抗体などの様々なペプチドまたはタンパク質は、血栓の構造に影響を与える、フィブリンに特異的に結合する。アイデアは、血栓のプロパティを変更するために人々にこのような化合物を使用することですので、以下の閉塞性と、より容易に溶解することができる。

将来的には、研究者は最終的には、他に凝血塊の特性の1つのスケールでの変化の影響を予測するために使用できるモデルを開発するために血栓の機械的性質の原因である可能性の分子と繊維レベルで他のプロセスを調べます。スケール。このようなモデルが心血管疾患と脳卒中の多くの側面の予防及び治療処置を開発するための有用なはず、研究者らは示唆している。

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