• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Kluczowe odkrycie białka kontrolującego ochronę komórek nerwowych

    14.06.2012. 16:37
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Neuronaukowcy z Wlk. Brytanii dokonali wyjątkowego odkrycia, które może pomóc w opracowaniu nowych terapii udarów i epilepsji. Dotyczy ono ważnego białka, które może regulować przesył informacji między komórkami nerwowymi w mózgu. Po aktywowaniu, białko może chronić neurony przed uszkodzeniem w czasie niewydolności krążenia czy ataku epileptycznego. Badania zostały dofinansowane z grantu Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERBN), w ramach Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE, a ich wyniki opublikowano w czasopismach Nature Neuroscience i PNAS.

    Białko, zwane SUMO, odpowiada za sterowanie procesami chemicznymi, które osłabiają lub wzmacniają mechanizmy ochronne komórek nerwowych mózgu. SUMO to tak naprawdę rodzina małych białek, które są chemicznie dołączane i odłączane od innych białek w komórkach w celu modyfikacji ich funkcji. Białka SUMO generują subtelne reakcje w odpowiedzi na poziomy aktywności mózgu. To umożliwia regulację informacji przekazywanych przez receptory kainate. Receptory te obsługują całą komunikację między komórkami nerwowymi - ich pobudzenie może doprowadzić do ataku epileptycznego i śmierci komórek nerwowych.

    Funkcja białek jest kontrolowana poprzez zmianę ich struktury w procesach, które mogą być niezależne lub wzajemnie powiązane, obejmując fosforylację, ubikwitynację i sumoilację. Zespół odkrył, że istnieje doskonała równowaga między fosforylacją a suomilacją, a ta ostatnia zależy od poziomu aktywności mózgu. "Sumoilacja osłabia funkcję receptora kainate, kiedy organizm jest zagrożony uszkodzeniem - na przykład w czasie udaru lub ataku epileptycznego - dzięki czemu chroni komórki nerwowe.

    Kierownicy zespołu badawczego to profesor Jeremy Henley i dr Jack Mellor z Wydziału Medycyny Uniwersytetu w Bristolu (Wlk. Brytania). Dr Mellor, starszy wykładowca na Wydziale Fizjologii i Farmakologii Uniwersytetu w Bristoli, powiedział: "Receptory kainate są nieco tajemniczą, ale bez wątpienia ważną grupą białek, które mają jak wiadomo swój udział w wielu chorobach, w tym epilepsji. Aczkolwiek, jak na razie niewiele wiemy, co czyni receptory kainate tak istotnymi. Podobnie, wiemy również, że białka SUMO odgrywają ważną rolę w ochronie neuronalnej. Poczynione odkrycia wskazują na powiązanie między SUMO a receptorami kainate, pogłębiając naszą wiedzę o procesach wykorzystywanych przez komórki nerwowe do chronienia się przed nadmierną lub nieprawidłową aktywnością".

    Naukowcy wykazali, że sama fosforylacja receptorów kainate sprzyja ich aktywności. Aczkolwiek fosforylacja ułatwia również sumoilację receptorów kainate, która z kolei osłabia ich aktywność. W ten sposób zarysowuje się dynamika i subtelna zależność między fosforylacją a sumoilacją, regulująca funkcję receptorów kainate.

    Profesor Henley podkreśla: "Te prace są ważne, ponieważ zapewniają nową perspektywę i dokładniejsze zapoznanie się z regulacją przepływu informacji między komórkami w mózgu. Zespół odkrył, że zwiększenie ilości białek SUMO przyczepionych do receptorów kainate - co doprowadziłoby do osłabienia komunikacji między komórkami - mogłoby stanowić sposób na leczenie epilepsji poprzez zapobieganie nadmiernemu pobudzeniu komórek nerwowych mózgu".

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Receptory adrenergiczne − grupa receptorów metabotropowych zlokalizowanych na błonach komórkowych, których pobudzenie w organizmie przez adrenalinę lub inną aminę katecholową wiąże się z aktywacją odpowiedniego białka G i fosforylacją GDP do GTP, a w dalszej kolejności z regulacją aktywności istotnych dla funkcjonowania komórki układów enzymatycznych. Receptory te związane są z częścią współczulną autonomicznego układu nerwowego. Kinazy białkowe – grupa kinaz, których substratami są białka. Enzymy te przeprowadzają reakcję fosforylacji cząsteczki specyficznego dla danej kinazy białka. Fosforylacja zwykle prowadzi do zmiany konformacji cząsteczki białka i, w konsekwencji, zmiany jego aktywności, zdolności do wiązania się z innymi białkami albo przemieszczenia cząsteczki w obrębie komórki. Do 30% białek podlega regulacji na tej drodze; większość szlaków metabolicznych komórki, zwłaszcza sygnalizacyjnych, angażuje enzymy z grupy kinaz białkowych. W ludzkim genomie zidentyfikowano kilkaset genów kodujących sekwencje aminokwasowe kinaz białkowych (około 2% wszystkich genow). Funkcja kinaz białkowych podlega wielostopniowej regulacji, również angażującej kinazy i fosfatazy białkowe; fosforylacja białka kinazy może zwiększać albo zmniejszać jej aktywność. Białka aktywatorowe lub inhibitorowe przez przyłączanie się do domen regulatorowych kinaz również wpływają na ich aktywność. Niektóre kinazy posiadają domenę regulatorową, którą same mogą fosforylować (autofosforylacja albo cis-fosforylacja). RB (pRb, Rb) – białko kodowane przez gen supresorowy RB1. Gen RB1 jest zmutowany w wielu typach nowotworów człowieka. Nazwa białka RB pochodzi od siatkówczaka (retinoblastoma), nowotworu spowodowanego mutacjami w obydwu allelach kodującego białko genu RB1. Białko RB w komórkach jest obecne zazwyczaj jako fosfoproteina, i jest substratem reakcji fosforylacji przeprowadzanej przez liczne białka enzymatyczne z rodziny kinaz. Udowodnioną funkcją białka RB jest zapobieganie podziałowi komórki przez zatrzymanie cyklu komórkowego. Niefunkcjonalne białko RB nie zapobiega podziałom komórek, stąd udowodniony związek między mutacjami z utratą funkcji w genie RB1 a niekontrolowanymi podziałami komórek nowotworu.

    Chemokiny – niskocząsteczkowe białka z grupy cytokin wydzielane przez komórki. Nazwa chemokiny pochodzi od angielskich słów chemoattractant cytokines ("cytokiny chemowabiące") i nawiązuje do ich pierwotnie opisanej funkcji chemoatraktantów. Ich aktywność związana jest z pobudzeniem specyficznych dla nich receptorów błonowych. Profil ekspresji tych receptorów decyduje o wrażliwości komórek na bodziec chemotaktyczny. Rola chemokin w kreowaniu odpowiedzi immunologicznej stała się przyczyną, dla której włączono tę grupę białek do rodziny cytokin. Podobnie jak cytokiny, chemokiny charakteryzują się plejotropią, czyli zróżnicowaniem oddziaływania w zależności od typu komórki docelowej oraz obecności kofaktorów i modulatorów. Pomimo plejotropowego charakteru swojej aktywności, chemokiny nawet z różnych grup mogą w określonych warunkach wywoływać ten sam efekt w komórce docelowej (redundancja). Aktywność chemokin kontrolowana jest szeregiem pozytywnych i negatywnych sprzężeń zwrotnych, przy czym wzajemnie mogą one działać zarówno antagonistycznego jak i synergicznie. Receptory muskarynowe − grupa receptorów metabotropowych zlokalizowanych na błonach komórkowych, których pobudzenie w organizmie przez acetylocholinę wiąże się z aktywacją białka G i fosforylacją GDP do GTP.

    Receptory węchu – receptory znajdujące się w błonie komórkowej neuronów receptorowych węchu, odpowiedzialne za wykrywanie cząsteczek zapachowych (odorantów). Pobudzenie receptorów węchowych jest pierwszym etapem w przewodzeniu sygnału nerwowego do mózgu. Receptory te należą do rodziny rodopsynopodobnych receptorów klasy A sprzężonych z białkami G.
    Receptory kannabinoidowe typu 1 (CB1, CNR1) – kannabinoidowe receptory sprzężone z białkami G występujące w wielu rejonach mózgu, jedne z najliczniej reprezentowanych receptorów neuronalnych. Razem z receptorami CB2 są częścią układu endokannabinoidowego.

    Receptory chemokin – receptory występujące na powierzchni niektórych komórek, które oddziałują z białkami z grupy cytokinchemokinami. Pomimo dużej różnorodności receptory te posiadają bardzo podobny schemat budowy i aktywacji jak same chemokiny. Tworzą 7 pętli przenikających błonę komórkową, a znajdujące się na wewnętrznej powierzchni błony fragmenty pętli drugiej i trzeciej związane są z białkiem G. Związki pomiędzy poszczególnymi receptorami są manifestowane przez konserwatywne motywy znajdowane w domenach transmembranowych. Trening mózgu: Trening mózgu to wszelkie formy aktywności, które pobudzają określone grupy komórek nerwowych. Pojęcie to można traktować analogicznie do treningu fizycznego, podczas którego pobudzamy mięśnie do pracy w celu zwiększania ich sprawności lub zapobiegania utraty sprawności.

    Dodano: 14.06.2012. 16:37  


    Najnowsze