नए नियामक भूमिका के लिए एक कैल्शियम-ट्यूनिंग प्रोटीन-ScienceDaily


एक नई वास्तविकताओं में जैव चिकित्सा अनुसंधान है कि यह तेजी से मुश्किल का उपयोग करने के लिए एक सामान्य दृष्टिकोण स्कोर करने के लिए अग्रिम. अब, जांच में रोग के तंत्र, उदाहरण के लिए, अक्सर आयोजित आणविक स्तर पर विशेषज्ञों द्वारा समर्पित है जो साल के लिए पूछताछ एक एकल प्रोटीन या संकेतन मार्ग है ।

ऐसे ही एक वैज्ञानिक है बायोकेमिस्ट मार्गरेट स्ट्रैटन पर एमहर्स्ट मैसाचुसेट्स विश्वविद्यालय, जिसका प्रयोगशाला की रिपोर्ट कैसे वे इस्तेमाल किया उन्नत अनुक्रमण प्रौद्योगिकी के लिए स्पष्ट अनिश्चितता और निर्धारित सभी वेरिएंट की एक एकल प्रोटीन/एंजाइम के रूप में जाना जाता है/कैल्शियम calmodulin निर्भर प्रोटीन kinase द्वितीय (CaMKII) में हिप्पोकैम्पस, मस्तिष्क की स्मृति केंद्र है ।

यह एक केंद्रीय भूमिका निभाता में कैल्शियम संकेतन, पूरे शरीर में स्ट्रैटन बताते हैं । हिप्पोकैम्पस में, CaMKII के लिए आवश्यक है, सीखने और स्मृति, और जब परिवर्तन होते हैं वे योगदान करने के लिए स्थिति के रूप में इस तरह आत्मकेंद्रित स्पेक्ट्रम विकार और विकास विकलांग, या समस्याओं में अन्य प्रणालियों से संबंधित करने के लिए कार्डिएक पेसिंग और प्रजनन क्षमता.

स्ट्रैटन और रोमन लेखकों Sloutsky और Noelle Dziedzic, दूसरों के साथ, रिपोर्ट में विज्ञान संकेतन है कि वे एक अप्रत्याशित नई भूमिका के लिए केंद्र के डोमेन, या संगठन के केंद्र CaMKII आणविक जटिल है । स्ट्रैटन कहते हैं, “इसके अलावा यह करने के लिए जाना जाता भूमिका है, हम बताते हैं कि इस डोमेन को प्रभावित करता है कैसे संवेदनशील CaMKII है कैल्शियम के लिए, यह एक तरह काम करता है ट्यूनर के लिए संवेदनशीलता. यह एक आश्चर्य था. यह खोलता है, एक नया क्षेत्र के लिए जांच. हम भी सबूत दिखाने के लिए कि कैसे हम लगता है कि यह काम करता है, आणविक स्तर पर.”

Kinases कर रहे हैं काफी प्रचलित जीव विज्ञान में, वह कहते हैं, के साथ 500 से अधिक प्रकार के मनुष्यों में है, लेकिन CaMKII के साथ अद्वितीय है इसकी हब डोमेन. उनके अप्रत्याशित खोज की है कि “केंद्र वास्तव में एक भूमिका निभाता है में गतिविधि को विनियमित करने के लिए हमें देता है एक अद्वितीय संभाल पर CaMKII के संभावित करने के लिए नियंत्रण के साथ अपनी गतिविधि उच्च विशिष्टता.”

में प्राणियों और मनुष्यों, जीनोम सांकेतिक शब्दों में बदलना के लिए चार CaMKII वेरिएंट, और प्रत्येक के साथ जुड़ा हुआ है कई अलग अलग प्रोटीन.

“हम साथ सहयोग लूका चाओ, एक संरचनात्मक जीवविज्ञानी पर जन सामान्य अस्पताल, और एक postdoc अपनी प्रयोगशाला में, शिवकुमार Boopathy, का उपयोग करने के लिए अत्याधुनिक तकनीक के लिए संरचनात्मक विशेषताएँ विभिन्न जायके के CaMKII समझने के लिए कि कैसे वे हो सकता है अलग तरह से प्रतिक्रिया करने के लिए कैल्शियम होता है।” वे आशा व्यक्त की पहचान करने के लिए किसी भी है कि एक modulatory या नियामक भूमिका और सेवा हो सकती है के रूप में एक नई चिकित्सकीय लक्ष्य को नियंत्रित करने के लिए यह या सही करने म्यूटेशन, वह नोटों.

“सभी CaMKIIs से मिलकर एक उत्प्रेरक के kinase डोमेन के लिए एक नियामक खंड, एक चर linker और एक हब डोमेन,” स्ट्रैटन बताते हैं । जब कहा जाता है, पर इस अणु कहते हैं, फॉस्फेट, जहां वे जरूरत कर रहे हैं के लिए सेल समारोह. “जब कैल्शियम के स्तर में वृद्धि, CaMKII पर बदल जाता है. जब वे छोड़, CaMKII गतिविधि भी करता है । हमारा लक्ष्य था जानने के लिए मतभेद को बेहतर समझने के लिए कैसे CaMKII अपना काम करता है स्मृति गठन में.”

में CaMKII संरचना, hub डोमेन की नौकरी इकट्ठा करने के लिए है अन्य डोमेन के चारों ओर यह. एक गुर्दा सेम के आकार kinase डोमेन से जुड़ा हुआ है करने के लिए केंद्र द्वारा एक स्पेगेटी की तरह linker. जब सब यूनिटों को इकट्ठा कर रहे हैं में काम कर रहे एक जटिल से यह लग रहा है एक फूल की तरह है, जहां के kinase डोमेन की पंखुड़ियों के आसपास केंद्रीय हब डोमेन, वह बताते हैं.

उनके अनुक्रमण प्रयोगों, स्ट्रैटन बताते हैं, “हम कुछ पाया है, काफी आश्चर्य की बात है । हम पता चला है कि वहाँ रहे हैं अधिक से अधिक 70 अलग अलग CaMKII वेरिएंट में मौजूद हिप्पोकैम्पस. यह एक असाधारण संख्या है।”

चाओ के समूह में इस्तेमाल किया क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के चित्र बनाने के लिए शुद्ध CaMKII अनुमति देता है, शोधकर्ताओं के लिए देखते हैं कि CaMKII के “कार्रवाई” डोमेन को गोद ले अलग conformations के सापेक्ष hub, स्ट्रैटन कहते हैं, “70 में या तो अलग अलग वेरिएंट, पंखुड़ियों की संभावना कर रहे हैं में एक अलग उन्मुखीकरण के आसपास केंद्र. यह अभी भी लग रहा है एक फूल की तरह है, लेकिन सभी की पंखुड़ियों को बिल्कुल ही नहीं हैं. इस उन्मुखीकरण लगता है कि हम पर निर्भर है hub पहचान की है, जो तय करती है के अनुक्रम जीन।”

इस काम के द्वारा समर्थित किया गया था एनआईएच के नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ जनरल मेडिकल साइंसेज, और अनुक्रमण कोर पर UMass एमहर्स्ट इंस्टीट्यूट ऑफ एप्लाइड लाइफ साइंसेज.



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