Arvuti mudel näitab suurenenud kolesterooli mõju spetsiifilisele ioonkanale südames

The Great Gildersleeve: The Houseboat / Houseboat Vacation / Marjorie Is Expecting (Aprill 2019).

Anonim

Kasutades arvuti mudelit, on Põhja-Carolina osariigi ülikooli ja Chicago Illinoisi ülikooli teadlased avaldanud kolesterooli suurenenud koguse mõju konkreetsele ioonikanale, mis on seotud kaaliumi tasemete reguleerimisega südames. Töö kajastab veelgi kolesterooli ja südamefunktsiooni koostoimeid ning võib mõjutada tulevasi kardiotooteid.

Ioonikanalid on rakumembraanides asuvad valgud, mis kontrollivad ioonide transporti rakkude ümbritseva keskkonna ja rakuseinterjööri vahel. Elektriline vool, mis lubab südamelihasega kokku leppida, on ioonideülekande seeria toode molekuli membraanist. Igal südamerakul on ioonkanalid membraanis, mis transpordivad spetsiifilist laetud aatomi nagu kaltsium, naatrium või kaalium, väliskeskkonnast südamerakkudesse.

Belinda Akpa, integreeritud sünteetiliste ja süsteemibioloogia ning elektri- ja arvutitehnikate dotsent NC-s riigis ning teadustöö kirjeldava dokumendi kaasautor koostaja on uurinud kolesterooli molekulide mõju konkreetsele ioonkanalile, mida nimetatakse Kir2-le, mis reguleerib kaaliumisisalduse ülekandmine südame rakkudesse.

"Kolesterool ei ole iseenesest halb asi, " ütleb Akpa. "See on alati olemas rakumembraanis. Kui muutuvad kolesterooli tasemed, siis hakkavad meil tekkima probleeme. Arvestades, et kolesterool on umbes 30 protsenti normaalsest membraanist, tahtisime mõista, miks suhteliselt väike tõus on umbes 30-40 protsent-äkki muudab asjad valesti. "

Akpa, Chicago ülikool Illinoisis Ph.D. üliõpilane Nicolas Barbera ja Chicago Illinoisi ülikooli meditsiini, farmaatsia ja bioengusteeriumi professor Irena Levitan kasutasid arvutite modelleerimist, mis näitas, kuidas kolesterooli molekulid interakteeruvad Kir2 ioonikanaliga. Nad leidsid, et kui individuaalsed kolesterooli molekulid ei seondu tugevasti Kir2 kanaliga, suurendas kolesteroolitaset nende interaktsioonide arvukust, mis mõjutavad oluliselt kanalit.

Valgud ja väikesed molekulid suhtlevad tihti nagu lukud ja võtmed, kus ainult üks konkreetne molekul sobib valgu teatud piirkonnaks. Need interaktsioonid põhjustavad valgu kuju muutumist - Kir2 puhul langeb kolesterool nendesse piirkondadesse, häirib proteiini katseid avada või sulgeda, et kaalium ioonid saaksid südamelihaseks. Nende mudelites tuvastasid Akpa, Barbera ja Levitan Kir2 ioonkanalil neli lukku, mida kolesterooli molekulid üritasid hõivata.

"Kolesterool võib tegelikult kuuluda mõnest neist lukudest, kuid me näeme ka seda, et proovime liikuda kohtadesse, mis peaksid tõenäoliselt olema vabad, mis häirib valgu võimet muuta oma kuju viisil, mis võimaldab tal avada ja sulgege normaalselt, "ütleb Akpa. "See on probleem, sest rakud nõuavad ioonkanaleid, et korraldada erinevatel aegadel liikuvate ja sealt väljuvate ioonide keerukat koreograafiat. Põhiosas on see nagu ioonivahetuse sümfoonia ja vale märkuse sisestamine."

Meeskonna tulevane töö keskendub täpselt sellele, kuidas täiendav kolesterool muudab valgu võimet avada ja sulgeda.

Töö ilmub Biophysical Journalis.

menu
menu