Sebuah studi, yang dipimpin oleh University of Iowa peneliti, mengungkapkan dimensi baru untuk enzim hati yang kunci dan menyoroti jalur biologis yang penting yang terlibat dalam kematian sel pada penyakit jantung.
Penelitian yang diterbitkan dalam edisi 2 Mei your, memiliki implikasi untuk memahami, dan berpotensi untuk mendiagnosa dan mengobati, gagal jantung dan aritmia.
UI peneliti dan rekan dari Vanderbilt University di Nashville, Tenn, berfokus pada kalmodulin kinase II, atau CAM kinase II, enzim dipelajari dengan baik penting untuk proses dasar, termasuk detak jantung dan pikiran.
Para ilmuwan tahu bahwa aktivitas CAM kinase yang ditopang dengan menambahkan gugus fosfat - sebuah proses yang dikenal sebagai fosforilasi. Studi baru membuktikan oksidasi yang - menambahkan oksigen - juga dapat mempertahankan aktivitas enzim, dan seperti fosforilasi, mekanisme dapat dibalik untuk menonaktifkan kinase.
"Hasil penelitian kami menunjukkan bahwa oksidasi CAM kinase adalah proses dinamis dan reversibel yang dapat langsung sel signaling dalam kesehatan dan penyakit," kata Mark Anderson, MD, Ph.D., profesor UI internal medicine dan fisiologi molekuler dan biofisika dan peneliti senior penulis. "Karena aktivitas kinase CAM terlibat dalam aritmia, hipertrofi jantung dan kematian sel, karya ini juga memberikan wawasan baru ke dalam jalur penyakit pada jantung yang dapat menyebabkan pengembangan obat baru untuk mengobati penyakit jantung."
Pada pasien dengan gagal jantung, tingkat angiotensin II - sebuah molekul sinyal yang mempromosikan oksidasi dan kematian sel - terangkat. Menggunakan antibodi khusus dibuat, para peneliti menemukan bahwa angiotensin II juga meningkatkan jumlah kinase CAM teroksidasi.
Selain itu, dengan mengganti CAM kinase sel normal dengan CAM kinase tidak dapat teroksidasi, para ilmuwan mampu memblokir angiotensin-akibat kematian sel. Para ilmuwan berharap penemuan ini mungkin menyebabkan terapi yang mencegah kematian sel dengan menghalangi oksidasi CAM kinase.
Saat ini, "angiotensin-blocker" yang menjadi andalan untuk mengobati pasien dengan hati sakit, tetapi mereka bekerja secara tidak langsung dengan menargetkan reseptor pada permukaan sel. Anderson, yang juga adalah Ketua Potter-Lambert di Kardiologi dan direktur dari Divisi Kedokteran Kardiovaskular UI, menyarankan bahwa dengan memahami mekanisme signaling yang terjadi di dalam sel, mungkin untuk menghambat jalur angiotensin lebih langsung. Pendekatan ini juga dapat mempertahankan beberapa efek yang baik dimediasi oleh reseptor permukaan sel.
Menggunakan berbagai teknik ilmiah dan metode eksperimental, tim, dipimpin oleh Anderson dan Jeffrey Erickson, Ph.D., seorang postdoctoral fellow UI, ditembaki rincian mekanisme sinyal internal.
Secara khusus, mereka menunjukkan bahwa oksidasi dari dua methionine tetangga - belerang yang mengandung asam amino - dapat mempertahankan aktivitas kinase CAM. Kehilangan dua methionine mencegah aktivasi oleh oksidasi. Mereka juga menemukan bahwa mereka bisa kembali ke keadaan CAM kinase aktif dan menghambat kematian sel jantung dan disfungsi dengan menggunakan enzim yang disebut sulfoxide reduktase metionin A (msrA), yang membalikkan oksidasi metionin. Studi di cacing, lalat buah dan tikus telah menunjukkan bahwa msrA meningkatkan umur, namun, sampai sekarang, target enzim dalam hati tidak diketahui.
Tim UI dibandingkan tikus tanpa enzim msrA dengan tikus normal ketika hewan mengalami tekanan penyakit, termasuk angiotensin kelebihan atau serangan jantung disebabkan. Tikus tanpa msrA lebih mungkin meninggal dibandingkan tikus normal dalam keadaan ini, dan tingkat CAM kinase teroksidasi jauh lebih tinggi pada tikus yang kekurangan enzim.