09.07.2020
PL EN
21.05.2020 aktualizacja 21.05.2020

Zrozumieć miedź. Jak jony tego metalu łączą się z białkami?

Przebieg reakcji pomiędzy peptydem syntetycznym a jonem miedzi (Cu2+). W czasie około 2 ms powstaje zaobserwowana przez badaczy forma pośrednia, która spontanicznie przekształca się w niereaktywny stan końcowy. W tle są struktury białek przenoszących jon miedzi, które zawierają badaną strukturę: albuminę osocza krwi (HSA) i receptor komórkowy hCtr1. Źródło: IBB PAN Przebieg reakcji pomiędzy peptydem syntetycznym a jonem miedzi (Cu2+). W czasie około 2 ms powstaje zaobserwowana przez badaczy forma pośrednia, która spontanicznie przekształca się w niereaktywny stan końcowy. W tle są struktury białek przenoszących jon miedzi, które zawierają badaną strukturę: albuminę osocza krwi (HSA) i receptor komórkowy hCtr1. Źródło: IBB PAN

Mechanizmy transportu miedzi do komórek organizmu zbadał zespół prof. Wojciecha Bala z Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN. Naukowcy wykazali eksperymentalnie, że mechanizm wiązania jonów miedzi do białek (i czas na to potrzebny) są inne, niż dotąd sądzono.

Od kilkunastu lat rośnie liczba doniesień naukowych na temat związku między zawartością miedzi w różnych tkankach organizmu człowieka a chorobami cywilizacyjnymi, takimi jak choroba Alzheimera czy cukrzyca typu 2. W dalszym ciągu jednak te obserwacje kliniczne nie znajdują wyjaśnienia na poziomie molekularnym. Lukę tę próbuje wypełnić wielu badaczy na całym świecie, w tym naukowcy z grupy prof. Wojciecha Bala w Instytucie Biochemii i Biofizyki PAN. Wykazali oni eksperymentalnie, że czas potrzebny do związania jonów miedzi do białek a także mechanizm tego procesu są inne niż dotąd sądzono.

O badaniach - które ukazały się z wyróżnieniem edytorów w czasopiśmie Angewandte Chemie International Edition (https://doi.org/10.1002/anie.202004264 ) - poinformowali w przesłanym PAP komunikacie przedstawiciele IBB PAN.

Wspólnie z badaczami z Politechniki w Delft (Niderlandy) i Politechniki Warszawskiej uczeni sprawdzili, jak szybko jon miedzi reaguje z syntetycznym peptydem, który wiąże ten mikroelement tak samo, jak naturalne białka transportujące go pomiędzy krwią a komórkami. Dotychczas uważano, że jest to bardzo szybki proces jednoetapowy, zachodzący w ciągu mikrosekund. Badania wykonane w Warszawie i Delft wykazały, że proces ten ma aż trzy etapy.

W najwolniejszym z nich przez blisko sekundę utrzymuje się nieznana wcześniej reaktywna forma pośrednia. Stanowi ona brakujące ogniwo w procesie transportu miedzi do komórek, dla którego znany był dotąd jedynie niereaktywny stan końcowy. Odkrycie to otwiera drogę do szczegółowych badań biologicznych, a w perspektywie do pełniejszego zrozumienia przyczyn chorób cywilizacyjnych i opracowania strategii ich prewencji.

Badania przeprowadzono za pomocą technik kinetyki chemicznej, elektrochemii i spektroskopii elektronowej. Podczas eksperymentów wykorzystano m. in. unikatową aparaturę zamrażającą stan reakcji w skali mikrosekundowej, dostępną w laboratorium prof. Petera-Leona Hagedoorna w Delft.

PAP - Nauka w Polsce

lt/ ekr/ 

Copyright © Fundacja PAP 2020