Protein

Menguraikan struktur protein untuk mengobati penyakit

No machine-readable author provided. DrKjaergaard assumed (based on copyright claims). / Public domain

Selama beberapa dekade, para ilmuwan berspekulasi tentang bentuk Vitronectin, tetapi belum menemukan jawaban yang benar, jelas Francesca Marassi, Ph.D., penulis senior studi dan profesor di Sanford Burnham Prebys’ NCI-designated Cancer Center “Temuan kami menyediakan cetak biru untuk memahami dan menargetkan protein manusia yang penting ini”

Left: The functional site of Vitronectin is shaped as a four-bladed propeller, yielding new insights into its function in the body.​​​ Right: A negatively charged center (red) allows Vitronectin to clasp a positively charged calcium atom. ©SBP
Kiri: Bagian fungsional Vitronectin berbentuk baling-baling berbilah empat, menggambarkan wawasan baru tentang fungsinya dalam tubuh.
Kanan: Pusat bermuatan negatif (merah) memungkinkan Vitronectin untuk mengikat atom kalsium yang bermuatan positif.
© SBP

Sejak penemuan Vitronectin pada 1960-an, para ilmuwan mengakui bahwa protein adalah target obat yang penting dan berusaha menguraikan struktur kompleksnya. Protein mengatur banyak proses mendasar, termasuk pembekuan darah, imunitas, perkembangan jaringan dan perlekatan sel. Ketika fungsi-fungsi ini terganggu, akan muncul penyakit: Metastasis tumor yang mematikan terjadi ketika sel-sel kanker memperoleh kemampuan untuk menyebar ke seluruh tubuh, dan patogen seperti Y. pestis (wabah), H. influenzae (pneumonia, meningitis), N. gonorrhoeae (gonore) dan H. pylori (tukak lambung), membajak Vitronectin untuk menghindari deteksi oleh sistem kekebalan tubuh kita. Namun, tanpa struktur 3D, pemahaman tentang fungsi protein yang tepat dalam tubuh dan kemampuan untuk merancang obat-obatan menjadi terbatas.

Untuk memvisualisasikan struktur protein, Marassi dan timnya menganalisis petunjuk evolusi dan kemudian menggunakan sinar-X dan resonansi magnetik, teknologi seperti MRI. Para peneliti menemukan bahwa bagian fungsional Vitronectin membentuk baling-baling berbilah empat dengan pusat bermuatan negatif yang mengikat kalsium. Karya ini mengungkapkan bagian pengikatan protein Ail, yang digunakan bakteri Y. pestis untuk membajak Vitronectin dan menghindari sistem kekebalan tubuh — wawasan penting untuk pengembangan obat antibiotik jika wabah itu menjadi resisten terhadap antibiotik atau pernah dipersenjatai.

Sekarang kita melihat mengapa Vitronectin memiliki begitu banyak ‘pekerjaan’ di dalam tubuh, “jelas Marassi. “Baling-baling bertindak sebagai hub untuk berbagai aktivitas biologis. Bentuk keseluruhan protein dan pusat muatan negatifnya memberikan wawasan tambahan tentang sifat pengikatan kolesterol dan kalsiumnya.”

Banyak bagian Vitronectin yang terus memukau, “ ucap Erkki Ruoslahti, M.D., Ph.D., distinguished professor di Sanford Burnham Prebys, yang menemukan sifat perekat protein dan menamainya ‘Vitronectin’ berdasarkan kemampuannya untuk menempel pada permukaan kaca. “Salah satu fungsi Vitronectin yaitu sel-sel dalam darah dan jaringan kita melekat padanya, tetapi ternyata ia memiliki banyak fungsi lainnya. Struktur Vitronectin yang dilaporkan tim Marassi adalah pencapaian penting. Mereka menunjukkan bahwa bakteri yang menyebabkan wabah mengikat Vitronectin di bagian yang berbeda dari yang sebelumnya dikenal untuk perlekatan sel, menunjukkan bahwa bakteri menggunakan Vitronectin sebagai jembatan untuk mengikat sel inang manusia dan meningkatkan daya infektif mereka. “

Memiliki struktur Vitronectin mampu mengungkapkan wawasan baru tentang penyakit manusia. Dengan informasi ini, Marassi menghubungkan bahwa bentuk Vitronectin berkorelasi dengan keterlibatannya dalam AMD, yaitu suatu kondisi yang ditandai dengan hilangnya penglihatan secara progresif.

AMD dikaitkan dengan akumulasi endapan bola di mata. Komposisi bola inti kolesterol, ditutupi oleh cangkang tulang terkalsifikasi dan mantel Vitronectin selaras sempurna dengan struktur protein yang kami tentukan.” ucap Marassi. “Saya juga bekerja dengan para ilmuwan di Prebys Center for Drug Discovery Institute untuk mengidentifikasi obat-obatan untuk pengobatan AMD.”

Jurnal Referensi:

Structure of human Vitronectin C-terminal domain and interaction with Yersinia pestis outer membrane protein Ail BY KYUNGSOO SHIN, BERNHARD C. LECHTENBERG, LYNN M. FUJIMOTO, YONG YAO, SARA SCHESSER BARTRA, GREGORY V. PLANO, FRANCESCA M. MARASSI SCIENCE ADVANCES11 SEP 2019 : EAAX5068 https://doi.org/10.1126/sciadv.aax5068

Tautan ke artikel asli: Solving long-sought protein structure opens new avenues for treating disease / Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute.

Diterjemahkan oleh saintifia dengan seizin dari yang bersangkutan, segala kesalahan penerjemahan menjadi tanggungjawab kami.