Galectins - une famille antique avec un contrat à terme significatif

By Keynote ContributorDr. Matthew Blakeley
Prof. Derek Logan
Institut Laue-Langevin (ILL)
Lund University

Écrit par M. Matthew Blakeley, scientifique de beamline de LADI-III chez Institut Laue-Langevin (ILL) et prof. Derek Logan, professeur agrégé dans la biologie structurelle à l'université de Lund.

Galectins sucre-grippent des protéines, caractérisées par leur grippement à un hydrate de carbone spécifique, galactoside, sur la surface d'autres structures, et de quels galectins dérivent leur nom. Beaucoup de fonctionnements physiologiques essentiels à la durée se fondent sur des galectins comprenant le règlement de inflammation, réaction immunitaire, et transmission de cellule-à-cellule. D'autre part, ils ont été joints par leur dysfonctionnement à un certain nombre de graves maladies, y compris la cardiopathie et le cancer.

Recherche sur les effets de Galectins

En dépit de leur importance, nous avons toujours beaucoup à se renseigner sur la façon dont ces protéines fonctionnent. Pour un, c'est un mystère aux chercheurs comment une si petite famille, de seulement 15 protéines différentes comme membres, peut avoir un effet si puissant et répandu dans le fuselage. Ils sont distribués presque partout, dans toutes des cellules et des tissus, des intestins à l'oeil. La Science examine à encore plus techniques puissantes afin de comprendre leur structure et influence, armant récent le pouvoir des neutrons de les vérifier.

En tant que famille, les galectins ont la capacité de gripper à une gamme massive des protéines et des types de cellules par l'intermédiaire des sucres sur leur surface, et ont beaucoup de différents fonctionnements. Leur implication suivante dans de telles une gamme étendue de maladies a inspiré la recherche des inhibiteurs spécifiques de galectin : les médicaments qui perturbent le procédé obligatoire, et les empêchent de participer à la progression de la maladie.

Un membre de la famille est d'intérêt particulier aux chercheurs : galectin-3. Galectin-3 a été associé à la cardiopathie et au cancer du sein - le cancer le plus courant chez les femmes mondiales, avec 1,7 millions de caisses neuves seul diagnostiquées en 2012.

Son expression est augmentée dans un grand choix de tumeurs, un facteur vraisemblablement lié à son rôle dans l'adhérence de cellule-à-cellule. Elle peut améliorer l'adhérence des cellules cancéreuses à d'autres cellules dans le fuselage, y compris la matrice extracellulaire qui branche beaucoup de tissus dans le fuselage. Ceci propose qu'il puisse également avoir un rôle dans la métastase, le procédé par lequel le cancer écarte dans tout le fuselage.

Le développement d'un médicament qui bloque le rôle de galectin-3 dans l'étape progressive du cancer pourrait avoir des effets thérapeutiques significatifs et répandus. Pourtant jusqu'ici, les mécanismes exacts du grippement galectin-3 ont été basés sur des structures déterminées avec les rayons X, que même à la haute définition, n'indiquez pas les positions de tous les atomes d'hydrogène, qui sont connus pour jouer une fonction clé dans le grippement.

Caractérisation de Galectin-3 utilisant la cristallographie de neutron et de rayon X

Dans un effort de collaboration, les experts en matière de neutron et la cristallographie de rayon X de l'autre côté du monde sont venus ensemble pour caractériser les réseaux d'adhérence d'hydrogène qui sont essentiels dans le rôle de galectin-3. Une grande partie de la recherche a eu lieu ici à l'installation de la science de neutron du navire amiral du monde, l'Institut Laue-Langevin (ILL), où nous renfermons certains des instruments les plus puissants pour vérifier la structure atomique.

La cristallographie de neutron, qui concerne un faisceau fort des neutrons a allumé à un échantillon, est particulièrement utile en examinant les macromolécules biologiques comme les protéines de galectin. À la différence des rayons X, les neutrons sont une sonde non destructive, qui n'endommagent pas les échantillons. En soi, des expériences de diffraction de neutrons peuvent être effectuées à la température ambiante, près des températures physiologiques.

Utilisant le beamline de LADI-III à la DÉFECTUOSITÉ pour rassembler des caractéristiques de diffraction de neutrons, combinées avec des caractéristiques de la cristallographie de rayon X, nous sommes parvenus à déterminer les positions exactes des atomes d'hydrogène dans le procédé obligatoire, et gagnons une meilleure compréhension des complexités de la structure galectin-3.

Ceci peut ouvrir les trappes pour le futur modèle de médicament qui peut exactement viser et empêcher le procédé obligatoire. En évitant l'adhérence des galectins, les inhibiteurs neufs peuvent pouvoir arrêter la formation tumorale ou la progression de la maladie.

Conclusion

Les effets de réglementation répandus des galectins expliquent quel groupe fascinant et important de protéines ils sont. Cependant, la diversité de leurs rôles a comme conséquence plus d'endroits où davantage de recherche est essentielle pour comprendre leur partie dans la maladie. Le développement du cancer, et d'autres maladies chroniques comprenant des conditions cardiovasculaires et auto-immune, sont des procédés complexes, concernant souvent le dysfonctionnement des processus cellulaires très normaux.

La multitude de rôles joués par chaque membre de la famille de galectin dans des procédés corporels normaux égalise à un choix énorme des routes où ils pourraient avoir une influence négative moins importante. Ceci peut lancer des boules de neige dans des systèmes ou des procédés qui dysfonctionnement entièrement, menant à la maladie et à la maladie systématiques.

En conséquence, il est essentiel de gagner une compréhension en profondeur des complexités des processus moléculaires normaux, de sorte qu'il devienne plus facile d'indiquer exactement où les choses commencent à aller mal. En utilisant les outils d'analyse puissants aimez la cristallographie de neutron, nous peuvent obtenir une illustration incomparable de la structure atomique.

Ceci nous permet de caractériser non seulement des procédés avec l'immense petit groupe, mais recense également les objectifs potentiels pour des médicaments avec l'exactitude la plus grande. Les installations aiment le nôtre à la DÉFECTUOSITÉ, et l'autre emplacement autour du globe qui fournissent de telles techniques, permet à des chercheurs de compiler plus d'information que jamais avant environ les différentes composantes du fuselage. Ceci nous aide à comprendre des structures telles que les galectins qui sont de l'écaille la plus minuscule, mais qui ayez l'influence significative.

[Davantage de relevé : Galectins]

Au sujet de M. Matthew Blakeley

Matthew Blakeley est un scientifique de recherches chez l'Institut Laue-Langevin (ILL) à Grenoble. Recevant un diplôme de l'université de Manchester en 1999, Matthew a complété son PhD en cristallographie de neutron en 2003, avant d'entreprendre la recherche post-doctorale à l'EMBL.

Depuis 2007, Matthew a été responsable du beamline de LADI-III à l'email d'Illinois : [email protected]

Au sujet du professeur agrégé Derek Logan

Derek Logan, professeur agrégé dans la biologie structurelle à l'université de Lund

Derek Logan est un conférencier supérieur dans la biologie structurelle à l'université de Lund, Suède. Il a reçu un diplôme en chimie d'université de Glasgow en 1988 et a obtenu son PhD en cristallographie de virus d'Université d'Oxford en 1992. Après que post-doctoral fonctionnez à Strasbourg et Stockholm, il a été à l'université de Lund depuis 2001.

Jusqu'en 2015 il était un scientifique à temps partiel de beamline au synchrotron ancien de Maximum-laboratoire et a commencé l'HÔTE structurel SARomics Biostructures de biologie en 2006. Email : [email protected]


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Last Updated: Jun 25, 2019

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