Populaire Berichten

Editor'S Choice - 2019

Nieuw enzym met structuur gevonden dat zou kunnen verklaren hoe het hart optimaal kan verslaan

Anonim

Het hart is de enige spier die gedurende zijn hele leven continu samentrekt en ontspant om zuurstofrijk bloed naar de organen van het lichaam te pompen. Onderzoekers van het UT Southwestern Medical Center hebben nu een eerder niet-herkend enzym geïdentificeerd dat de samentrekking zou kunnen optimaliseren en zou leiden tot nieuwe strategieën voor de behandeling van hartfalen.

advertentie


De contracties van het hart zijn afhankelijk van een motorenzym genaamd myosine dat aan de vezelachtige actinefilamenten van de spier trekt. Die weeën worden verbeterd wanneer myosine een fosfaatmolecuul eraan vasthoudt (fosforylering), zei dr. Audrey Chang, universitair docent fysiologie en eerste auteur van de studie, gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences .

Een constante hoeveelheid fosforylering is essentieel voor een normale hartfunctie. Het optimale fosforyleringsniveau wordt gehandhaafd door de activiteiten van myosinekinase-enzymen die het fosfaat en een tegenoverliggend enzym dat het fosfaat verwijdert, in evenwicht te brengen. Als de hoeveelheid fosforylering te laag is, is het gevolg hartfalen - wat ongeveer 5, 7 miljoen volwassenen in de Verenigde Staten aantast. Bovendien hebben diermodellen met verhoogde myosinefosforylering verbeterde cardiale prestaties getoond die stress weerstaan ​​die hartfalen veroorzaken, verklaarde senior auteur Dr. James Stull, hoogleraar fysiologie.

De internationale studie onder leiding van UT Southwestern identificeert een nieuwe myosinekinase, genaamd MLCK4, en biedt de eerste driedimensionale structuur voor elk lid van de MLCK-familie, zei Dr. Stull.

De onderzoekers ontdekten dat in vergelijking met myosinekinasen in andere soorten spieren (skeletachtig en glad), het hartspecifieke MLCK4 een geconserveerd regulerend segment mist dat kinase-activiteit remt, een structurele bevinding die consistent is met biochemische studies die aangaven dat deze kinase altijd is ingeschakeld.

Bovendien vonden ze dat een ander myosinekinase dat alleen in hartspier wordt gevonden (MLCK3) een gewijzigd regulerend segment bevat dat de activiteit van het eiwit kan verbeteren door het calciummodulator-eiwit, calmodulin. Dus, beide MLCK-enzymen die uniek zijn voor de hartspier leveren fosfaat aan myosine in normale kloppende harten om de prestaties te optimaliseren en hartfalen te voorkomen dat wordt veroorzaakt door spanningen, verklaarde Dr. Stull.

"De hartspecifieke expressie van deze kinasen, en de koppeling tussen lage fosforylatie van myosine en hartfalen, maakt targeting van deze cardiale myosinekinasen om de hartfunctie te verbeteren, " zei hij.

Aanvullende studies zijn aan de gang, zei Dr. Stull, om de signaalroutes te begrijpen die kinase-activiteiten fijner afstemmen met het doel deze therapeutische twee kinasen te richten op het verbeteren van myosinefosforylering bij mensen die zijn getroffen door hartfalen.

advertentie



Verhaal Bron:

Materiaal geleverd door UT Southwestern Medical Center . Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.


Journal Reference :

  1. Audrey N. Chang, Pravin Mahajan, Stefan Knapp, Hannah Barton, H. Lee Sweeney, Kristine E. Kamm, James T. Stull. De lichte keten van hart-myosine wordt gefosforyleerd door Ca2 / calmoduline-afhankelijke en -onafhankelijke kinase-activiteiten . Proceedings van de National Academy of Sciences, 2016; 201600633 DOI: 10.1073 / pnas.1600633113