Bagaimana pendamping molekuler melarutkan agregat protein yang terkait dengan penyakit Parkinson – ScienceDaily

Bagaimana pendamping molekuler melarutkan agregat protein yang terkait dengan penyakit Parkinson – ScienceDaily

[ad_1]

Dalam banyak penyakit neurodegeneratif seperti Parkinson, agregat protein terbentuk di otak dan dianggap berkontribusi pada kematian sel saraf. Namun terdapat mekanisme pertahanan seluler yang melawan agregat ini, yang dikenal sebagai fibril amiloid, dan bahkan dapat melarutkan fibril yang sudah terbentuk. Mekanisme pertahanan ini didasarkan pada aktivitas pendamping molekuler, yaitu protein folding helper, dari keluarga heat shock protein 70 (Hsp70). Ahli biologi molekuler dari Universitas Heidelberg dan Pusat Penelitian Kanker Jerman menyelidiki bagaimana sistem Hsp70 memisahkan fibril amiloid dari protein khusus Parkinson -synuclein dalam tabung reaksi. Tim peneliti yang dipimpin oleh Prof.Dr Bernd Bukau mengharapkan hasil penelitian mereka memberikan wawasan baru tentang bagaimana penyakit Parkinson berkembang dan apa yang mungkin dilakukan untuk mempengaruhinya. Hasilnya dipublikasikan dalam dua artikel di jurnal tersebut Alam.

Protein di semua sel – dari bakteri hingga manusia – perlu dilipat ke keadaan aslinya. Rantai blok pembangun asam amino mengasumsikan struktur tiga dimensi spesifik yang memberikan fungsionalitas protein. Keadaan lipatan yang benar ini terus-menerus terancam oleh pengaruh eksternal dan internal yang dapat menyebabkan protein terlipat tidak benar dan karenanya rusak. Ada risiko protein yang rusak akan “menggumpal” atau menggumpal menjadi untaian yang lebih panjang, fibril amiloid. Ini terjadi dengan? -Synuclein pada penyakit Parkinson, misalnya. Fibril, pada gilirannya, adalah titik awal untuk deposit yang lebih besar. “Proses pembentukan agregat fibrillar tersebut dapat merusak sel dan bahkan menyebabkan kematian sel, seperti yang terjadi pada penyakit neurodegeneratif seperti Parkinson dan Alzheimer,” jelas Prof. Bukau , seorang peneliti di Pusat Biologi Molekuler Universitas Heidelberg (ZMBH) dan Pusat Penelitian Kanker Jerman (DKFZ).

Penelitian Prof. Bukau berfokus pada bagaimana agregat protein ini dapat dilarutkan. Dalam penelitian sebelumnya, dia dan timnya berhasil mengidentifikasi aktivitas seluler yang memainkan peran penting dalam melarutkan agregat fibrillar, yang didasarkan pada pendamping keluarga Hsp70. Pendamping Hsp70 membantu protein lain dengan pelipatan dan bahkan dapat mengisolasi dan melipat kembali protein teragregasi. Penelitian terbaru oleh Prof. Bukau dan postdoc Dr Anne Wentink menunjukkan efek yang dimiliki pendamping Hsp70 pada fibril amiloid spesifik Parkinson dari protein? -Synuclein. ? -synuclein adalah protein kecil yang membantu pelepasan pembawa pesan yang disebut neurotransmitter di otak, meskipun fungsi pastinya masih belum jelas. Ini diketahui karena deposit besar dari protein spesifik ini ditemukan pada pasien Parkinson dan secara kausal dikaitkan dengan penyakit tersebut.

Dalam eksperimen biokimia, para ilmuwan Heidelberg baru-baru ini mampu menunjukkan bahwa pendamping Hsp70 manusia bergantung pada bantuan dua mitra pendamping khusus untuk melarutkan fibril amiloid dari protein? -Synuclein. Interaksi yang diatur secara tepat dari protein ini mengarah pada pembentukan kompleks pendamping pada permukaan fibril, yang kemudian memecah agregat. “Ini adalah akumulasi lokal dari banyak protein pendamping pada permukaan fibril? -Synuclein yang menghasilkan kekuatan untuk memecah fibril dan melepaskan molekul? -Synuclein,” jelas Dr Wentink. Kedekatan antara pendamping pada permukaan fibril yang terbatas memainkan peran yang menentukan dalam menciptakan gaya tarikan yang cukup kuat untuk mengganggu fibril.

Percobaan dilakukan bersama dengan rekan-rekan dari Laboratorium Biologi Molekuler Eropa (EMBL) di Heidelberg, Pusat Biologi Struktural Montpellier (Prancis) dan École Polytechnique Fédérale de Lausanne (Swiss). Proyek ini didanai oleh program “Riset Teratas” dari Yayasan Baden-Württemberg, Yayasan Riset Jerman, dan Asosiasi Helmholtz.

Studi kedua dipublikasikan di Alam berfokus pada mekanisme pengaturan yang sebelumnya tidak diketahui, sejenis sakelar molekuler yang menggerakkan aktivitas pendamping Hsp70 secara keseluruhan untuk melarutkan fibril amiloid. Mekanisme ini didasarkan pada urutan interaksi langsung antara bagian berbeda dari pendamping DNAJB1 dan pendamping Hsp70. Hal ini pada akhirnya mengaktifkan Hsp70 untuk menggunakan ATP sebagai sumber energi, sehingga memungkinkan untuk mengikat serat secara produktif dan mempengaruhi disintegrasi mereka. Kolaborasi penelitian yang erat antara Dr Rina Rosenzweig dari Weizman Institute of Science di Rehovot (Israel) dan Prof. Bukau, Dr Wentink dan Dr Nadinath Nillegoda dari Monash University di Melbourne (Australia) – mantan rekan Alexander von Humboldt Foundation di Bernd Bukau kelompok penelitian – berhasil mengidentifikasi mekanisme ini.

“Hasil terbaru kami dari dua studi tersebut memberi kami pemahaman molekuler tentang bagaimana fibril amiloid dilarutkan. Kami mampu menunjukkan bahwa pendamping bekerja seperti mesin untuk melarutkan fibril,” tambah Prof. Bukau. Menurut peneliti Heidelberg, ini membuka jalan baru untuk pengembangan agen yang secara khusus menargetkan mekanisme pertahanan seluler berbasis pendamping terhadap pembentukan amiloid. Pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana aktivitas pendamping ini mempengaruhi perjalanan penyakit neurodegeneratif akan menjadi sangat penting dalam eksploitasi terapeutik dari temuan yang dijelaskan dalam studi ini.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas Heidelberg. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Slot Online

Author Image
adminProzen