İnsan hücreleri proteinlerini katlanmaktan ve kümeleşmekten koruyor. Biyofizikçi Alireza Mashaghi ve ekibi, proteinlerin katlanma mekanizmaları üzerine yedi yıl süren derinlemesine bir araştırmanın ardından bunu keşfetti. Ekip, benzeri görülmemiş bir yaklaşımla tek bir protein molekülünün katlanmasını incelemeyi başardı.
Proteinler yaşamın temel yapı taşlarıdır. Bu karmaşık moleküller hücrelerimizdeki işlerin çoğunu yapar. İşlerini düzgün bir şekilde yapabilmeleri için her bir proteinin belirli bir yapıya katlanması gerekir ve bazen işlerin ters gittiği yer de burasıdır. Proteinler, örneğin hastalık nedeniyle bir şekilde açılırsa, işlevlerini kaybederler veya bir araya toplanırlar. Bu nedenle proteinlerin katlanma ve stabilitesinin ardındaki mekanizmaları anlamak, potansiyel yeni tedaviler geliştirmek için çok önemlidir.
Stres Altında Proteinler Nasıl Açılır?
Araştırmacılardan Barbara Scalvini, “Tek bir proteinin hücresel ortamda stres yaşarken nasıl açıldığını gözlemlemek istedik” dedi. Scalvini ve meslektaşları optik pens ve devre topolojisini birleştiren yeni bir yaklaşım geliştirdiler. Bulgular Advanced Biology‘de yayımlandı.
Bu sayede, canlı hücrelerde bulunan karmaşık sitoplazmik matrisin yakın bir benzeri olan sitozolik çözeltideki bir proteini incelediler. Scalvini “Bu, öncelikle hücresel ortamın bir proteinin açılma yolunu nasıl etkilediğini keşfetmemizi sağladı. İkinci olarak da ortaya çıkan protein şeklini değerlendirmemizi sağladı” dedi.
Protektif Güçler
Araştırmacılar, hücresel ortamın daha önce bilinmeyen koruyucu bir etkisini ortaya çıkardılar: Proteinleri açılmaya ve toplanmaya karşı korumak. Scalvini “Doğal açılmayı taklit ederek proteinleri uçlarından çekmek için optik pens kullandık. Bir kısmının katlanmış halde kaldığını ve tamamen açılması için daha fazla güce ihtiyaç duyduğumuzu fark ettik. Bu da hücre içindeki moleküler etkileşimlerin dengeleyici bir etkiye sahip olduğunu gösteriyor” dedi.
Grup lideri Alireza Mashaghi şunları söyledi: “Bir hücre stres yaşadığında, bir protein tamamen katlanmamış bir zincire dönüşebilir. Bu bir kez gerçekleştiğinde, tersine çevirmek çok zordur ancak sitoplazmanın bu sürece bir mola verdiğini, açılmanın sonuna kadar gitmesine izin vermediğini fark ettik. Bu, proteinleri korur ve düzgün bir işlevsellik sağlar, ayrıca stres ortadan kalktığında proteinlerin yeniden katlanmasını kolaylaştırır.”
Mashaghi bu çalışmayı biyofizik alanında önemli bir ilerleme olarak nitelendiriyor. “Protein katlanması ile hücresel ortam arasındaki karmaşık ilişkiyi çözüyoruz. Sonuçlarımız gelecekte daha gerçekçi biyolojik ortamlarda yapılacak çalışmalara zemin hazırlıyor. Bu, laboratuvar çalışmaları ile gerçek dünya arasında; temel biyofizik ile tıp arasında köprü kurmamıza yardımcı olacaktır.”
“Hücre Ortamını Lehimize Çalışmasını Sağlamak”
Bulgular çok sayıda araştırma alanı için büyük umut vaat ediyor.
Mashaghi şöyle diyor: “İlaç geliştirmeyi ve nörodejeneratif bozukluklar veya kas distrofileri gibi protein yanlış katlanmasının neden olduğu çeşitli hastalıkların mekanizmalarını anlamayı düşünün. Daha fazla araştırmayla, hücre ortamının koruyucu özelliklerinden yararlanmamız mümkün olabilir.”[1]Biological origami at molecular level: Cytosolic interactome protects against protein unfolding[2]Öne çıkan görsel
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
