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Le sumoylation appelé de processus règle le canal ionique principal

Les chercheurs à l'Université de Chicago ont constaté qu'un procédé biologique récent découvert connu sous le nom de sumoylation -- jusqu'ici vraisemblablement active seulement au noyau -- se produit également près de la surface des cellules où elle règle au moins une et probablement beaucoup de genres de protéines, la fourniture d'un objectif nouvel pour le développement des médicaments neufs.

La découverte, publiée dans la question du 8 avril 2005 de la cellule de tourillon, répond à une question remontant aux années 1950 : Comment les cellules règlent-elles le mouvement de mouvement propre des ions de potassium en travers de la membrane cellulaire ? Ce procédé est important parce que le flux des ions de potassium détermine si les cellules « excitables » dans le cerveau, le coeur et les muscles squelettiques « incendie, » envoyant les impulsions nerveuses qui deviennent des pensées, les battements du coeur et le basket-ball trempe.

« Nous avons constaté qu'un sumoylation appelé de processus petit-étudié, précédemment lié aux protéines nucléaires, est en activité et essentiel en dehors du noyau à la membrane de plasma, » avons dit l'étude Steven Goldstein auteur, M.D., Ph.D., professeur et Président de la pédiatrie et directeur de l'institut pour les sciences pédiatriques moléculaires à l'Université de Chicago. « Ceci ajoute un chapitre neuf au livre de la façon dont les cellules règlent le fonctionnement de canal ionique : lien réversible de peptide. »

Les canaux ioniques sont en chaque cellule au corps humain. Ils sont les tunnels bien controlés par les barrages de membrane qui se retiennent dans les teneurs des cellules, séparant la cellule du monde extérieur. Les canaux ioniques permettent à des ions tels que le potassium, le sodium et le calcium de sortir dedans et et ainsi sont les régulateurs principaux de beaucoup de procédés principaux dans la biologie.

Les « ions sont la monnaie du monde cellulaire, » Goldstein expliqué. Les « cellules rassemblent quelques ions, d'autres qu'elles rebutent. Des ions sont enregistrés, dépensés, et mélangés. »

« Solvabilité cellulaire, » il a ajouté, « la capacité de répondre aux stimulus qui sont durée, est tout au sujet du reste entre les ions intérieur et extérieur chaque cellule. Donner graduel à l'extérieur ou l'afflux subit des ions par des canaux ioniques servent de base à ces activités cellulaires qui nous donnent des pensées, des vues, des goûts, des sons et notre capacité de déménager. »

« En conséquence, » il ajoute, les « cellules règlent ces actions aussi soigneusement que nous observons nos financements, qui est pourquoi tellement plusieurs des médiations les plus efficaces nous emploient pour entretenir le canal ionique de l'objectif un ou un autre de nos patients. »

L'équipe de Goldstein a découvert le type de canal ionique connu sous le nom de glissières de potassium de mouvement propre (ou fuite) en cellules de levure en 1995 et dans des mouches à fruit en 1996. Bien que la fuite de potassium ait été décrite la première fois pendant les années 1950 où on l'a identifié pour régler l'excitation des nerfs, la raison de la fuite n'avait pas été précédemment comprise.

Le premier clone humain de cette glissière, K2P1, a produit de beaucoup d'excitation, Goldstein a dit, mais personne ne pourrait apprendre beaucoup à son sujet parce qu'il a toujours semblé être muet. « Ceci a découragé beaucoup de gens. »

Le problème était qu'un certain mécanisme caché amortissait la glissière, branchant le pipeline, mais aucune méthode connue de règlement de glissière n'a semblé être impliquée.

Goldstein et collègues ont commencé à soupçonner le sumoylation [Sue-faucher-e-CONFIGURATION-évitez]. Dans ce procédé, une enzyme fixe un petit peptide SUMO appelée (pour la petite protéine comme une ubiquitine de modificateur) sur une autre protéine. La présence de la SUMO modifie comment la deuxième protéine fonctionne.

L'équipe de Goldstein a expliqué la première fois que l'enzyme de Sumo-conjugaison était abondante à la membrane de plasma, juste à l'intérieur de la surface de cellules. Ils ont ensuite prouvé qu'elle a ajouté la SUMO à une pièce spécifique de la glissière K2P1, et que quand ceci s'est produite la glissière était entièrement silencieuse. Quand une enzyme différente a retiré la balise de SUMO, cependant, les ions ont commencé à couler par la glissière.

La compréhension du rôle du sumoylation a permis à l'équipe d'étudier la glissière K2P1 pour la première fois. La glissière est ouverte au repos, les chercheurs trouvés, et fermés quand la balise de SUMO est jointe. Quand elle est fermée, les ions de potassium s'accumulent dans la cellule. Quand ils atteignent un seuil d'avertissement, la cellule s'amorce pour l'activité, telle que transmettre une impulsion nerveuse.

Sumoylation a été récent identifié comme mécanisme important d'activité cellulaire mais jusqu'ici ses 60 ou-ainsi objectifs connus étaient principalement les protéines nucléaires, en grande partie impliquées dans la transcription des gènes. « Les découvertes augmentent l'influence de l'activité liée à la sumo dans la biologie, » Goldstein a dit, « une surprise grande et passionnante. »

Il reste beaucoup que nous ne comprenons pas au sujet de ce système, dit-il, « mais maintenant nous savons où examiner et pourquoi nous devons aller là. La SUMO peut très bien agir sur d'autres canaux ioniques qui ont indiquer encore leur fonctionnement parce qu'ils étaient silencieux comme K2P1. »

L'autre clavette de protéines de membrane à la biologie, comme des tambours de chalut et des récepteurs hormonaux, peut également être réglée par SUMO puisque l'accepteur est présent en protéines bien que pas encore prouvé pour fonctionner.

Les « cellules sont fastidieuses de la manière qu'elles réglementent l'activité à leurs bordures, » Goldstein a ajouté. « Notre travail montre comment le sumoylation règle un procédé important sur la surface de cellules et laisse entendre qu'il peut influencer d'autres. »

Les auteurs complémentaires incluent le Co-premier Sindhu Rajan auteurs et l'usine de Leigh, ainsi que le Michael Rabin et le Margaret Butler, tout de l'institut pour les sciences pédiatriques moléculaires à l'Université de Chicago. « Je suis fier de l'équipe, » Goldstein ai mis l'accent sur. « Ils sont les collaborateurs remarquables, profondément consacrés et juste secs ordinaire. »