แบบจำลองคอมพิวเตอร์พบว่าผลของการเพิ่มคอเลสเตอรอลในช่องไอออนเฉพาะในหัวใจ

Anonim

การใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์นักวิจัยจาก North Carolina State University และ University of Illinois ที่เมือง Chicago ได้เปิดเผยถึงผลของปริมาณโคเลสเตอรอลที่เพิ่มขึ้นในช่องไอออนเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมระดับโพแทสเซียมในหัวใจ การทำงานนี้จะช่วยลดความสัมพันธ์ระหว่างการทำงานของคอเลสเตอรอลกับหัวใจและอาจส่งผลต่อการรักษาด้วยหัวใจในอนาคต

ช่องไอออนเป็นโปรตีนที่อยู่ภายในเมมเบรนเซลล์ที่ควบคุมการขนส่งไอออนระหว่างสภาพแวดล้อมโดยรอบของเซลล์และภายในของเซลล์ กระแสไฟฟ้าที่ช่วยให้กล้ามเนื้อหัวใจหดตัวเป็นผลพลอยได้จากการถ่ายเทไอออนระหว่างเมมเบรนของเซลล์ เซลล์หัวใจทุกเซลล์มีช่องไอออนในเมมเบรนที่ขนส่งอะตอมที่มีประจุเฉพาะเช่นแคลเซียมโซเดียมหรือโพแทสเซียมจากสภาพแวดล้อมภายนอกเข้าไปในเซลล์หัวใจ

ศาสตราจารย์ Belinda Akpa ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาสังเคราะห์และระบบรวมและวิศวกรรมไฟฟ้าและคอมพิวเตอร์ที่ NC State และผู้ร่วมเขียนบทความที่เกี่ยวข้องอธิบายถึงผลของโมเลกุลคอเลสเตอรอลในช่องไอออนที่เรียกว่า Kir2 ซึ่งควบคุมการ การถ่ายโอนโพแทสเซียมเป็นเซลล์หัวใจ

"คอเลสเตอรอลไม่ได้อยู่ในและของตัวเองเป็นสิ่งที่ไม่ดี" Akpa กล่าวว่า "มันมีอยู่เสมอในเซลล์เมมเบรนเมื่อระดับของการเปลี่ยนแปลงคอเลสเตอรอลเราเริ่มมีปัญหา ป.ร. ให้ไว้ว่าคอเลสเตอรอลเป็นสิ่งที่ชอบ 30 เปอร์เซ็นต์ของเมมเบรนปกติเราอยากจะเข้าใจว่าทำไมการเพิ่มขึ้นของขนาดค่อนข้างเล็กจากประมาณ 30 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ - ก็ทำให้สิ่งที่ผิดไป "

Akpa มหาวิทยาลัยชิคาโกอิลลินอยส์ Ph.D. นิโคลัสบาร์เบอร์ราและผู้ร่วมเขียน Irena Levitan ศาสตราจารย์ด้านการแพทย์เภสัชวิทยาและวิศวกรรมชีวภาพแห่งมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ในชิคาโกใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อหาวิธีที่โมเลกุลของคอเลสเตอรอลมีปฏิสัมพันธ์กับช่องไอออน Kir2 พวกเขาพบว่าในขณะที่โมเลกุลคอเลสเตอรอลแต่ละตัวไม่ได้ผูกมัดกับช่อง Kir2 การเพิ่มระดับคอเลสเตอรอลทำให้การโต้ตอบเหล่านี้มีจำนวนเพิ่มมากขึ้น

โปรตีนและโมเลกุลเล็ก ๆ มักจะมีปฏิสัมพันธ์เช่นกุญแจและกุญแจเฉพาะที่โมเลกุลที่เฉพาะเจาะจงสามารถใส่เข้าไปในบริเวณเฉพาะบนโปรตีนได้ ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ทำให้โปรตีนเปลี่ยนรูป - ในกรณีของ Kir2 คอเลสเตอรอลเลื่อนเข้าไปในบริเวณนี้รบกวนความพยายามของโปรตีนที่จะเปิดหรือปิดเพื่อให้โพแทสเซียมไอออนเข้าสู่เซลล์หัวใจ ในรูปแบบของพวกเขา Akpa, Barbera และ Levitan ระบุว่า "ล็อค" บนช่องไอออน Kir2 สี่ตัวที่โมเลกุลของคอเลสเตอรอลพยายามที่จะครอบครอง

Cholesterol อาจอยู่ในล็อคเหล่านี้บางส่วน แต่เราก็เห็นว่ามันพยายามที่จะย้ายเข้าไปอยู่ในสถานที่ที่ควรจะว่างซึ่งขัดขวางความสามารถของโปรตีนที่จะเปลี่ยนรูปร่างของมันในทางที่ช่วยให้มันเปิดและ ปิดตามปกติ "Akpa กล่าว "ปัญหานี้เป็นปัญหาเนื่องจากเซลล์ต้องการช่องไอออนเพื่อจัดแต่งท่าเต้นที่ซับซ้อนของไอออนที่เคลื่อนเข้าและออกในแต่ละช่วงเวลาโดยพื้นฐานแล้วมันเหมือนกับการรับซิมโฟนีของการแลกเปลี่ยนไอออนและการใส่ข้อความผิด"

การทำงานในอนาคตของทีมจะมุ่งเน้นเฉพาะเรื่องการเปลี่ยนแปลงของระดับคอเลสเตอรอลที่เพิ่มขึ้นของความสามารถในการเปิดและปิดโปรตีน

ผลงานปรากฏใน วารสารชีวฟิสิกส์

menu
menu