تم فك شفرة تركيب البروتين المسؤول عن صحة القلب والجهاز العصبي

نجح علماء في جامعة ميشيغان الأمريكية في فك شفرة بنية البروتين الذي يعد جزءا لا يتجزأ من العملية المسؤولة عن الحفاظ على صحة القلب والجهاز العصبي لدى الإنسان.

البروتين هو سيستاثيونين بيتا سينثاز (SBC). يستخدم CBS فيتامين ب6 لتصنيع كبريتيد الهيدروجين (H2S)، وهو جزيء إشارات غازي يساعد في الحفاظ على صحة القلب والجهاز العصبي. في الحيوانات، يُسبب كبريتيد الهيدروجين حالة من السبات الشتوي، عن طريق خفض درجة حرارة الجسم وإبطاء عملية الأيض.

أُجريت عملية فكّ شيفرة البنية تحت إشراف الدكتورة روما بانيرجي، أستاذة الكيمياء الحيوية في كلية الطب بجامعة ميشيغان، والدكتورة جانيت سميث، أستاذة باحثة في معهد علوم الحياة بجامعة ميشيغان، وزملائهما. نُشرت النتائج في مجلة وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم.

يقول بانيرجي: "إن بنية بروتين CBS، التي ظلت غامضة لدى العلماء لأكثر من عقد من الزمان، تُقدم ثروة من المعلومات الجديدة حول إنتاج الإنزيم لغاز بالغ الأهمية للدماغ". ويضيف: "يُوفر فك رموز هذه البنية أساسًا لفهم الطفرات التي تُسبب بيلة الهوموسيستين، وهو اضطراب وراثي يُؤثر على الرؤية والجهاز الهيكلي والقلب والأوعية الدموية والجهاز العصبي المركزي".

يوفر الهيكل الكامل لـ CBS، والذي تمت رؤيته لأول مرة، تفسيرًا جزيئيًا لمرض الهوموسيستين في البول الناجم عن عيوب في هذا البروتين.

يُعزز SAMe (S-أدينوسيل ميثيونين)، وهو مكمل غذائي يُستخدم كمضاد للاكتئاب والالتهابات، نشاط الإنزيم. ويزيد SAMe أيضًا من إنتاج كبريتيد الهيدروجين، لارتباطه بـ CBS.

قال الدكتور ماركوس كوتموس، أحد أعضاء فريق سميث البحثي: "إن فهم البنية الجزيئية لمجال CBS الذي يتفاعل معه SAMe يفتح الباب أمام تصميم الأدوية العقلاني لضبط إنتاج كبريتيد الهيدروجين للأغراض الدوائية".

التقط العلماء إنزيم CBS في نقطتين من تفاعله الكيميائي المعقد، محتجزين وسيطين كيميائيين شديدي التفاعل في الموقع النشط للإنزيم. تكشف تركيبتهما تفاصيل عن كيفية مساعدة فيتامين B6 لإنزيم CBS في إجراء التفاعلات المعقدة التي تؤدي إلى تكوين كبريتيد الهيدروجين.

وقد تكون التفاصيل الكيميائية المهمة التي شاهدها باحثو مركز الإحصاء المركزي مفيدة أيضًا في فك رموز هياكل الإنزيمات البشرية الأخرى التي تعتمد على فيتامين ب6، والتي يوجد منها أكثر من 50 إنزيمات.