研究提供新的答案到致命的囊性纤维化基础结构

在一个人力基因的顺序的较小打嗝声可能有对健康的破坏性碰撞。 这样缺点导致囊性纤维化 (CF),影响肺和其他维持生命所必需的器官的疾病,经常导致死亡由年龄的 30。

在出现于科学预付款的现期杂志的新的研究,涉过范 Horn 和他的从 Vanderbilt 和西北大学的同事检查此致命的苦恼支柱,包括其对妇女的明显的不均衡的作用,是由于的一部分对女性荷尔蒙影响对重要化工离子流。

这个研究提供新的答案到影响这个疾病的基础结构并且为新的处理方法瞄准的防止或撤消准备条件其灾难作用的发展。

范 Horn 是研究员在亚利桑那州立大学个性化的诊断 Biodesign 中心。 在这个当前研究中,多大学组测试在离子运输介入的关键的蛋白质在生物膜间的。

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离子运输是生活系统一个重要功能,允许生理进程的范围包括活动,听证和肌肉移动。 在离子传输的缺陷在各种各样严重的疾病被牵连,包括霍乱、肺水肿和 CF。

“其中一个细胞的最公用的方式能沟通是通过离子涨潮象钠、钾和镁的。 离子通道有效是紧密地调控在膜的漏洞--他们是含蛋白质的”,范 Horn 说。

在这个当前研究调查的离子传输系统介入叫作 KCNE3 的重要蛋白质,帮助适当地调控离子传输。 KCNE3 形成与合作伙伴蛋白质的复杂-- KCNQ1,作为离子的一条通道。 同时,他们形成一个细致调整的网关,允许或阻拦离子传输为了维护盐和可变的同态。

使用实验数据、分子动力学,评估在种类间的相似的蛋白质和复杂预计塑造的组合蛋白质结构, KCNE3-KCNQ1 复杂在新的研究被描述以史无前例的清晰。

在功能中, KCNE3 调控的钾 (K+) 离子流氯化物 (分类) 离子影响运输在上皮组织间的。 在有锎的患者,削弱氯化物离子的高效的迁移。 这个研究提供新的答案到强调其在患者的适当发挥作用氯化物离子网关和结构官能不良以 CF。

“这是在此辅助膜蛋白质束缚到离子通道和有效启动离子通道的生物的一个异常的案件。 那是重要的特别是在气管,并且在您的肺的上皮组织”,范 Horn 说。

对离子网关的结构和功能的更好的了解显示女性荷尔蒙如何也许干涉 KCNE3-KCNQ1 通道复杂,表面上恶化锎肺病的作用和导致更高的死亡率和更短女性患者的寿命。

“此研究焦点是知道此 KCNE3 蛋白质如何与离子通道 KCNQ1 配合,并且 KCNE3 如何造成通道变得充分地开放,或者导电性,对离子流”,范 Horn 说。

通过结合各种各样的实验途径包括结构上的生物、电生理学、细胞生物学和计算生物,这个研究显示膜蛋白质复杂的详细工作,使用结构上的生物的预测能力发现女性荷尔蒙如何可能影响中断通道。

在用于这些调查的工具中现在是核 (NMR)磁反应,技术密切相关对在临床 (MRI)设置的磁反应想象公用观察的组织和机构在机体与高分辨率。

核磁共振的使用原子核磁性,允许象范 Horn 的研究员关注原生质结构上的详细资料, (包括膜蛋白质),以卓越的清晰。 使用这个技术,科学家能预测某些变化的作用对蛋白质结构和动力和优选与目标蛋白质的药物相互作用。

致死的小故障

囊性纤维化是主要影响在肺,虽则胰腺,肝脏,肚腑,并且可能也损坏肾脏的遗传障碍。 这个疾病在北欧洲祖先中的人是最公用的并且进攻大致一每 3000 个新生儿。

紊乱是公认的一个常染色体的隐性疾病,意味一个特殊基因的两个父母亲复制必须包含变化,造成叫作囊性纤维化横跨膜导率管理者的蛋白质的出轨表单 (CFTR)。 与只这个基因的一个有缺陷的复制的单个一般是无病,但是可能作为隐性性格的承运人。

导致锎的这个最公用的缺陷是编码对氨基酸氨基苯基丙酸的三核苷酸的删除,虽然大约其他 1500 个变化可能也生产 CF. 备选对这个疾病的 CFTR 蛋白质,有时导致更加温和或更加严重的显示的变化原因不同于的作用。

一般被认可女性是易受锎破坏,经常显示更加严重的症状和短寿命预期。 激素女性荷尔蒙认为是一个关键的贡献的系数到在锎盒的被观察的性别差距。

离子涨潮的中断占一部分锎的症状,包括汗水、黏液和消化流体的狂跳乱撞的生产。 这个情况依然是无可救药。 绝大多数的囊性纤维化患者中断于细菌感染,特别地从病原生物帚形菌属。

相信适当发挥作用 KCNQ1 通道帮助缓和在肺的可变的积累。 当禁止由女性荷尔蒙的高浓度,削弱离子流,允许细菌感染扎根。 大约锎造成的 80% 的死亡是肺问题的结果。 这个疾病造成的严重的传染典型地治疗与抗生素,有些改进了锎患者的预测,虽然这个疾病依然是一个主导的凶手。

一定数量泄密的症状是典型的锎并且包括咸品尝皮肤、粗劣的增长和粗劣的重量增加和厚实,粘性黏液的累计。 这名患者经常呼吸短促,并且细菌胸部感染是公用的。

这样症状典型地出现于初期和童年。 适当的增长的故障可能归结于系数的组合,包括慢性肺传染、营养素的粗劣的吸收通过这条胃肠道和增加的新陈代谢的需求由于慢性病症。

表单和功能

范 Horn 强调,膜蛋白质,象在当前研究中检查的那些,占接近所有人力蛋白质三分之一并且是在健康和疾病的关键系数。 这样蛋白质是绝大多数的药物和其他治疗作用者的目标,对他们的详细结构和细微的互相作用的更加详尽的了解在锎前是必要的,并且许多其他含蛋白质的疾病可能足够解决。

“这确实是膜蛋白质结构上的生物的域的黄金时代。 我们开始真明白这些蛋白质如何共同努力,并且什么结构看上去象”,范 Horn 说。 “从长远来看,更好的了解对膜蛋白质工作如何将帮助更加容易地使的锎和可治疗其他的疾病”。

来源: 亚利桑那州立大学

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