Vedci: Bielkoviny majú svoju „tvár"

19.12.2020 08:38
sav
Štruktúra ľudského srdcového ryanodínového receptora (RyR) určená kryo-elektrónovou mikroskopiou. B: Štruktúra N-terminálnej domény ľudského srdcového ryanodínového receptora určená röntgenovou štruktúrnou analýzou. Autor:

Bielkoviny sú veľké molekuly, ktoré sú zapojené do všetkých životných procesov. Regulujú trávenie, vylučovanie, dýchanie, pohyb, spánok, učenie, imunita, rozmnožovanie a mnohé ďalšie.

Bielkoviny pozostávajú z malých podjednotiek, ktoré sa volajú aminokyseliny (amino – obsahujú amino-skupinu; kyseliny – obsahujú karboxy-skupinu). Do stavby bielkovín sa zapája 20 aminokyselín, ktoré sú navzájom do radu pospájané peptidovou väzbou.

Ako sú farebné perly navlečené na šnúrku a tvoria jeden ucelený celok – náramok, náhrdelník, diadém, podobne aj aminokyseliny zoradené v určitom, presne určenom poradí môžeme pripodobniť ku krásnemu ucelenému a jedinečnému šperku. Tým však bielkoviny „nekončia“.

Štruktúra jadrového antigénu proliferujúcich...
Štruktúra jadrového antigénu proliferujúcich buniek. Autor: sav.sk

Unikátny polypeptidový reťazec sa ďalej zbaľuje do vyšších štruktúr, akými sú α-helikálne a β-listové štruktúry (viď. obrázok vyššie), ktorých usporiadanie, počet a dĺžka sú jedinečné pre každú bielkovinu. Kombináciou helikálnych a listových štruktúr bielkoviny získavajú výslednú podobu, ktorá umožňuje plnenie špecifickej funkcie, pre ktorú sú bielkoviny určené. Štruktúra a funkcia sú u bielkovín navzájom prepojené a neoddeliteľné, podobne ako sú spojené a neoddeliteľné dve strany tej istej mince.

Ako jeden z mnohých príkladov bielkovín nevyhnutných pre život môžeme uviesť Ryanodínový receptor (RyR). RyR je prítomný vo všetkých živočíchoch – od bezstavovcov (slimáky, červy) cez obojživelníky, plazy, vtáky a cicavce, vrátane človeka. Je to doteraz najväčší známy iónový kanál a má nezastupiteľnú úlohu vo svalovej kontrakcii. Podieľa sa na regulácii hladiny vápnika vo svalových bunkách, čím zabezpečuje svalovú kontrakciu v priečne pruhovaných svaloch, hladkom svalstve aj v srdci. Nachádza sa v membránach špeciálnych bunkových štruktúr svalových buniek. Jeho otvorenie zabezpečuje rýchle zvýšenie koncentrácie vápnika v cytoplazme svalových buniek, čo spúšťa kaskádu reakcií vedúcich k svalovej kontrakcii. Zmeny niektorých aminokyselín v RyR mierne modifikujú jeho štruktúru a dynamiku, čo má za následok vznik špecifických svalových ochorení.

Vedci určili štruktúru N-terminálnej časti ľudského ryanodínového receptora s vysokým rozlíšením, ktorý sa vo veľkom množstve nachádza v srdci. N-terminálna časť ľudského srdcového RyR obsahuje aminokyseliny, ktorých zámeny podmieňujú vznik arytmií. Určenie štruktúry RyR zásadným spôsobom pomáha porozumieť ako „funguje“ táto bielkovina, ako aj dôvodu vzniku arytmií, čo je jedným z cieľov výskumu.

Zdroj: Vladena Bauerová-Hlinková, Jacob A. Bauer, Ústav molekulárnej biológie SAV

#trávenie #molekuly #imunita #dýchanie #bielkoviny
Sleduj najnovšie články na našom Facebooku