Ana sayfa Bilim Gündemi Kas hastalıklarının tedavisinde kullanılabilecek keşif: Miyozin proteini nasıl pasifleştirilir?

Kas hastalıklarının tedavisinde kullanılabilecek keşif: Miyozin proteini nasıl pasifleştirilir?

216
Üç boyutlu görselleştirme: Üstte, miyozin molekülünün kapanma durumu; ortada, aktif durumunda bir miyozin molekülü; altta, bir miyozin filamenti. (Kaynak: Leeds Üniversitesi)

Miyozin proteini, kasların kasılmasına yardımcı olan bir motor proteindir. Motor proteinler, işlevli oldukları bölgede yüzey boyunca hareket edebilir, nedenle “yürüyen proteinler” olarak da bilinirler. Bu proteinlerin en işlevsel olanlardan miyozinin aktif olmadığı durumları inceleyen biliminsanları kas kasılması bozuluklarının tedavisinde miyozine odaklanılabileceğini raporladı.

İngiltere’deki Leeds Üniversitesi’nden Charlotte Scarff ve ABD’deki East Carolina Üniversitesi’ndeki biliminsanlarından oluşan ekip, miyozinin aktif olmadığı, kullanılmadığı durumlarda katlanarak “şekerleme” sürecine girdiğini gördü. Elektron mikroskoplarıyla yapılan analizlerden elde edilen 96.000 görüntüyü inceleyen ve kayda değer ayrıntıları birleştirerek miyozin kapanması sırasında proteinin nasıl katlandığını gösteren biliminsanlarının çalışması Nature’da yayınlandı.

Miyozin proteini, çok uzun bir kuyruğa sahip, iki başlı bir kurbağa yavrusuna benzer. Aktif olduğu durumda, iki baş bölgesi de aktin proteinine bağlanır. Aktin de kas kasılmasında ve hücre iskeletinde işlevli bir moleküldür. Miyozin, aktine bağlanmasının ardından kuyruğunu arkasından sürükleyerek, yüzey boyunca yürüyüşünü gerçekleştirir. Miyozin, kullanılmadığı yani aktif olmadığı durumda ise, uzun kuyruğunu başları etrafında sarar ve kendini kompakt bir yapı haline getirir. Miyozin proteini katlandığında, kuyruk yapısı başların arasında kilitlenir. Böylece miyozinin başka moleküllerle etkileşmesi önlenir, kompakt bir yapıya dönüşümü gerçekleşir. Bu durum oldukça önemlidir, çünkü katlanma sayesinde aktifliğini duraklatan miyozin, bu sayede diğer moleküller tarafından hücre içinde hareket ettirilebilir. Kasların yeniden hareket ettirilmesi gerektiğinde miyozin moleküllerinin kilidi açılır ve moleküller aktifleştirilerek işlevli olduğu bölgede çalışabilir hale getirilir.

Biliminsanları, miyozinin durumunu katlanabilir bisikletlere benzetiyor. İhtiyaç duyulmadığında katlanıp bir yere kaldırılan ve ihtiyaç halinde hızlı bir şekilde açılıp kullanılabilen bisikletlere… Leeds Üniversitesi’nden Michelle Peckham, katlanmış miyozin proteinin ihtiyaç duyulan alanlara daha kolay bir şekilde taşınabildiğini belirtiyor.

Araştırmacılar, miyozin kuyruğunun kilitlenmesinin fosforilasyon ile kontrol edildiği de keşfetti. Fosforilasyon, bir proteinin şeklini veya hareketini değiştirmek için fosfor bazlı bir molekülün proteine bağlanmasıyla gerçekleşen bir tepkimedir. Araştırmaya göre, fosfor proteinden çıkarıldığında kuyruğun sabit kalması için kilitlenme süreci başladı. Fosfor tekrar eklendiğinde ise, miyozin kuyruğu serbest kaldı, ardından hızla çözülmeye başladı.

Söz konusu süreç, kas hastalıklarının daha iyi anlaşılması ve etkin tedavilerin uygulanması için oldukça önemlidir. Çünkü araştırmacılar kas hastalıklarına neden olduğu bilinen birçok mutasyonun, proteini kilitlemek için gereken fosforilasyon bölgelerinde veya bu bölgelere yakın alanlarda olduğunu keşfettiler. Böylesi durumlar, kapatma işleminin gerçekleşmesini önleyebilir ve kas hastalıklarına sebep olabilir.

Biliminsanlarının yeni gözlemi, miyozinle ilişkili hastalıkların veya bozuklukların araştırılması için ayrıntılı bir model sağlıyor. Böylelikle kas hastalıklarının tedavisinde miyozin odaklı çalışmalar yürütülebilir ve yeni tedaviler önerilebilir.

Kaynak: https://cosmosmagazine.com/uncategorized/the-protein-that-walks-folds-and-rests/