פוענח מבנהו של חלבון האחראי על בריאות הלב ומערכת העצבים

מדענים מאוניברסיטת מישיגן (UM) פענחו את מבנהו של חלבון המהווה חלק בלתי נפרד מהתהליך האחראי לשמירה על בריאות הלב ומערכת העצבים האנושית.

החלבון הוא ציסטתיונין בטא-סינתאז (SBC). CBS משתמש בוויטמין B6 כדי לסנתז מימן גופרתי (H2S), מולקולת איתות גזית המסייעת לשמור על בריאות הלב ומערכת העצבים. בבעלי חיים, H2S גורם למצב של אנימציה מושהית, או תרדמת חורף, על ידי הורדת טמפרטורת הגוף והאטת חילוף החומרים.

העבודה על פענוח המבנה בוצעה תחת פיקוחה של ד"ר רומה בנרג'י, פרופסור לכימיה ביולוגית בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת מישיגן, ד"ר ג'נט סמית', פרופסור מחקר במכון למדעי החיים של אוניברסיטת מישיגן, ועמיתיהן. התוצאות פורסמו בכתב העת Proceedings of the National Academy of Sciences.

"מבנה חלבון ה-CBS, אשר חמק ממדענים במשך יותר מעשור, מספק שפע של מידע חדש על ייצור גז על ידי האנזים, גז שחשוב במיוחד למוח", אומר בנרג'י. "פענוח מבנה זה מספק בסיס להבנת המוטציות הגורמות להומוציסטינוריה, הפרעה תורשתית המשפיעה על הראייה, השלד, מערכת הלב וכלי הדם ומערכת העצבים המרכזית".

המבנה המלא של CBS, שנראה לראשונה, מספק הסבר מולקולרי להומוציסטינוריה הנגרמת מפגמים בחלבון זה.

פעילות האנזים משופרת על ידי SAMe (S-adenosylmethionine), תוסף תזונה המשמש כנוגד דיכאון ונוגד דלקת. על ידי קישור ל-CBS, SAMe גם מגביר את ייצור המימן הגופרתי.

"הבנת הארכיטקטורה המולקולרית של תחום ה-CBS, שאיתו SAMe מקיים אינטראקציה, פותחת את הדלת לתכנון תרופות רציונלי כדי לכוונן את ייצור המימן הגופרתי למטרות פרמקולוגיות", אמר ד"ר מרקוס קוטמוס, חבר בצוות המחקר של סמית'.

המדענים לכדו את אנזים CBS בשתי נקודות בתגובה הכימית המורכבת שלו, ולכדו שני תוצרי ביניים כימיים בעלי תגובת אנרגיה גבוהה באתר הפעיל של האנזים. המבנים שלהם חושפים פרטים על האופן שבו ויטמין B6 מסייע ל-CBS לבצע את התגובות המורכבות המובילות להיווצרות מימן גופרתי.

הפרטים הכימיים החשובים שראו חוקרי CBS עשויים להיות שימושיים גם בפענוח המבנים של אנזימים אנושיים אחרים התלויים בוויטמין B6, שמהם ישנם יותר מ-50.