Böbrek Taşlarını Önlemede Protein Üzerinde Büyütme
Araştırmacılar, böbrek taşları için yeni tedavi yolları bulmada iyon kanalı yapısını ortaya çıkarmak adına Nobel ödüllü mikroskop teknolojisini uyguladılar.
Nature Structural & Molecular Biology’de yayınlanan yakın tarihli bir araştırmada, araştırmacılar böbrek hücre zarlarında kalsiyum için bir geçiş yolu görevi gören proteinin atomik seviyedeki ayrıntılarını ortaya çıkardı. Böbrek taşlarının yaklaşık %80’I kalsiyum tuzlarından oluşur ve geçişleri son derece sancılıdır. Boyutuna ve yerine bağlı olarak uzaklaştırılması için cerrahi işlem gerekebilir.
Böbrek hücre zarları üzerinde bulunan iyon kanalları, böbrek taşları oluşmadan önce idrardan kalsiyumun tekrar emilimine yardımcı olur. Bu yeni çalışma, TRPV5 olarak adlandırılan böbrek kalsiyum kanalını kapalı formunda, moleküler detaylarını gösteren ilk çalışmadır. Bu çalışma aynı zamanda inhibitor molekülünün kanala nasıl bağlandığını ve kanalı nasıl kapadığını ortaya çıkarıyor ve böbrekte böbrek taşı oluşturabilen kalsiyumu idrar içinde bırakıyor. Western Üniversitesi Tıp Fakültesinde, Farmakoloji bölümü doktora adayı olan Taylor Hughes: ‘ Proteinin inhibe durumunda neye benzediğini bildiğimize göre, ilaçlar TRPV5 aktivitesini değiştirmeye ve böbrek taşlarını imkan dahilinde doğrudan tedavi etmek amacıyla yapılabilir’ demiştir.
Bu yeni çalışma da, Hughes ve meslektaşları inhibitor molekülü ekanazol bağlı, tavşan TRPV5 ini görüntülemek için cryo-elektron mikroskopi adı verilen 2017 Nobel Kimya ödülünü kazanmış olan bir teknik kullandılar. Cryo-elektron mikroskopi, araştırmacılara protein yapılarını büyüterek proteinleri atomik detaylarda görmelerini sağlıyor. Bu yeni bakış açısıyla böbrek hücre zarlarından geçen kısım ve ekonazol gibi moleküller için bağlanma bölgelerini kapsayan farklı protein bölgelerini belirleyebiliyorlardı. Hughes:’ Cryo-elekron mikroskopi uygulandığı zaman, donmuş proteinde elektronları çekiyoruz ve bu bizim bireysel protein moleküllerinin fotoğrafını çekmemize izin veriyor. Bu fotoğraflar ve gelişmiş bilgisayar yazılımlarıyla, bu moleküllerin 3 boyutlu modellerini oluşturabiliyoruz.
Bu 3 boyutlu modeller tam olarak, proteini oluşturan atomları görebileceğimiz potansiyele sahiptir’ demiştir. Bu 3 boyutlu modelleme, araştırmacılara TRPV5 in ilk nasıl açılıp kapandığı hakkında tahmin yürütmelerine yardımcı oluyor. Hughes: ‘ Bir proteinin nasıl hareket ettiğini anlamak için birini diğeriyle kıyaslayabileceğimiz çoklu yapılara ihtiyacımız var. İnhibitör bağlı yapı ile daha önceden yayınlanmış, inhibitor olmadan çözümlenmiş olan TRPV6 yapısını kıyaslayarak etki mekanizması hakkında sonuca varabildik’ demiştir.
TRPV5 ve TRPV6, proteinlerin aynı alt ailesinin parçalarıdır ve yapılarının yanısıra sıralamalarıda çok benzerdir. Bu yeni araştırma, Rutgers New Jersey Tıp Fakültesinden doktor Tibor Rohacs tarafından yürütülen deneyler ve Mount Sinai, Icahn Tıp Fakültesinden doktor Marta Filizola tarafından yürütülen hesaplamalara dayanmaktadır. Araştırmacılar, TRPV5-ekanazol kompleksini California Üniversitesindeki, California nanosistem enstitüsünde nanomakineler oluşturmak için kurulmuş olan electron görüntüleme merkezinde 3.7 metre uzunluğundaki cryo-elektron mikroskobu altında inceledi.
Araştırmanın üst düzey yazarı olan Vera-Moinseenkova-Bell, ulusal sağlık enstitüleri tarafından desteklenen yüksek çözünürlüğe sahip cryo-elektron mikroskobu için, batı/ortabatı konsorsiyomunun bir üyesi olarak bu tesise erişebiliyor. Bu çalışma aynı zamanda Case Western Reserve Üniversitesinden, California Üniversitesinden, Rutgers Üniversitesinden, Icahn Tıp Fakültesinden birçok araştırmacıyıda birararya getirmiştir. Moiseenkova-Bell Mount Sinai bilim insanıdır ve Case Western Reserve Üniversitesi Tıp Fakültesinde eski Farmakoloji Doçentidir. Hughes:’ Altı TRPV alt aile üyelerinden dördünün yapıları ileriki bilimsel araştırmalar için neredeyse atomik çözünürlük halinde mevcut’ demiştir. Araştırmacılara göre ileriki çalışmalar böbrek taşından muzdarip olan insanlarda protein kanallarını modüle etmek için hedeflenmiş terapileri içerebilir.
Kaynak : phys.org
