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Gli scienziati scoprono come la mutazione nella proteina diregolamentazione ATP7B causa la malattia di Wilson

Facendo uso di una combinazione di simulazioni su elaboratore e di esperimenti di avanguardia del laboratorio, i biochimici fisici alla Rice University hanno scoperto come una piccola mutazione genetica -- quale è conosciuto per causare la malattia di Wilson -- cambia sottile la struttura di grande, proteina complessa che l'organismo usa per tenere il rame dall'aumentare fino ai livelli tossici.

“La proteina che studiamo è come un grande puzzle,„ ha detto l'autore principale Agustina Rodriguez-Granillo, lo studente di laurea del riso in biochimica e biologia cellulare che hanno effettuato le simulazioni e la ricerca matematiche del laboratorio. “La mutazione che causa la maggior parte dei casi della malattia di Wilson è di studio nostri ma, ben noti gli sguardi al puzzle globale vedere come così piccola mutazione può alterare la forma e la funzione di così grande e proteina complessa.„

La proteina in questione è chiamata ATP7B, che è una proteina del multidomain che si siede in una membrana interna e regolamenta il movimento degli atomi di rame dentro le cellule umane. Sebbene un gran quantità di rame possa essere tossico, i nostri organismi hanno bisogno di una piccola quantità per gli enzimi chiave coinvolgere dentro, per esempio, la respirazione e le funzioni del cervello. ATP7B agisce qualcosa come un gestore del magazzino, le quantità in serie di chiusura di rame e di passarlo fuori per uso in queste proteine.

La malattia di Wilson è una malattia genetica che altera la capacità della proteina di ATP7B di lavorare, inducente il rame ad aumentare fino ai livelli tossici nel fegato, il cervello, gli occhi ed altri organi. La malattia può causare col passare del tempo il danno pericoloso dell'organo. La malattia di Wilson pregiudica l'altrettanto come 150,000 persone universalmente.

Il nuovo studio è accessibile in linea dal giornale di biologia molecolare. Ha messo a fuoco sul difetto genetico che causa la maggior parte dei casi della malattia di Wilson. Quel difetto, conosciuto come H1069Q, è causato quando appena uno sui più di 1.400 amminoacidi in ATP7B è cambiato. Che l'amminoacido è un'istidina ha individuato alla posizione 1069. Nel modulo malattia-causante della proteina, questa istidina è sostituita con un acido glutammico.

“Questa mutazione si presenta ad una posizione cruciale dove la proteina lega tipicamente con una molecola chiamata trifosfato di adenosina che fornisce l'energia che la proteina deve muovere il rame da un posto ad un altro,„ ha detto il co-author Pernilla Wittung-Stafshede, un professore di studio dell'aggiunta della biochimica e della biologia cellulare al Consigliere di Rodriguez-Granillo's e del riso. Wittung-Stafshede, professore in chimica all'università di Umea in Svezia, ha detto, “gli studi di esperienza hanno paragonato il comportamento della proteina mutante a quello del nonmutant ed hanno trovato la differenza pochissima, in modo da era poco chiara come questo piccolo cambio piombo agli effetti devastatori che sono veduti nella malattia di Wilson.„

Facendo uso di una combinazione di simulazioni sperimentali su elaboratore e di dati che hanno osservato specificamente una parte della proteina ha chiamato il N-dominio, in cui la mutazione di H1069Q accade, Wittung-Stafshede, Rodriguez-Granillo ed il ricercatore postdottorale Erik che Sedlak (ora all'università del Texas a San Antonio) ha confermato che la funzione del trifosfato di adenosina è stata diminuita significativamente nel modulo mutante della proteina. Egualmente hanno trovato che la mutazione ha causato i mutamenti strutturali in altre sezioni della proteina che provenivano lontano dal sito di mutazione. Per esempio, il modulo sano della proteina è ricoperto con un grande, ciclo flessibile. Lo scopo del ciclo è sconosciuto, ma la sua forma è alterata e più compatto nel modulo malato della proteina.

“Questo implica che il ciclo abbia certa importanza, forse il regolamento delle attività di ATP7B e noi intenda continuare su questo nei nostri studi futuri,„ Rodriguez-Granillo ha detto.