Mempetakan Struktur Reseptor Mengurai Kerumitan Sistem Jaringan Syaraf

Tinuku

(KeSimpulan) Peta fundamental reseptor otak membuka pintu bagi perawatan. Struktur penuh dari kerumitan dan protein otak penting telah ditetapkan oleh para peneliti, berpotensi memungkinkan pengembangan pengobatan baru untuk keragaman neurologis.

Eric Gouaux dan rekan-rekannya melakukan tugas sulit memetakan struktur reseptor glutamate, sebuah protein yang menjembatani sinyal antara neuron di otak dan di tempat lain dalam sistem saraf. Reseptor ini juga dianggap penting untuk proses seperti memori dan learning. Citra yang dihasilkan "memberitahu kita tentang organisasi dari reseptor yang benar-benar tidak terduga" kata Gouaux, protein crystallographer dari Oregon Health dan Science University di Portland. Hasil kerja mereka dipublikasikan di jurnal Nature.

Para peneliti mempelajari reseptor glutamate tikus yang dikenal dengan GluA2. Mereka tumbuh menjadi sebuah kristal dari banyak protein lalu diekspos dengan seberkas sinar-X. Dengan mengamati bagaimana sinar-X pada kristal yang tersebar maka dapat menghasilkan citra setingkat atom pada sebuah protein. Pada manusia, reseptor ini bekerja sebagai relay bagi sistem saraf pusat. Ketika neurotransmitter glutamate mengikat ke reseptor, akan membuka sebuah 'ion channel' (saluran ion) dalam membran saraf yang memungkinkan ion mengalir melintasi membran. Ini menyebabkan transmisi pulsa listrik di saraf.

Sampai sekarang, struktur reseptor glutamate yang utuh tidak pernah terlihat. Mengetahui bentuknya tidak hanya akan memungkinkan para ilmuwan untuk lebih memahami cara kerjanya, tetapi juga dapat membantu untuk mengembangkan terapi untuk kondisi di mana sesuatu berjalan serba salah dengan sistem, seperti epilepsi dan Alzheimer. Kini, Bentuk reseptor dapat diperhitungkan ketika merancang molekul yang dapat berfungsi sebagai obat dengan cara mengikatnya. "Jika anda tahu apa yang tampak seperti kunci maka anda dapat merancang kunci lebih baik. Jika anda tidak tahu, anda berada di sebuah jalan buntu," kata Gouaux.

GluA2 reseptor yang berbentuk seperti huruf Y dan memiliki tiga bagian utama. Di atas adalah dua cabang, yang dapat memungkinkan modifikasi dari reseptor. Di bawahnya adalah area tempat mengikat glutamate, memicu pembukaan saluran ion. Dan di bagian paling bawah adalah saluran itu sendiri, Gouaux menyebut seperti "kuil Maya". Reseptor terdiri dari empat subunit yang secara kimiawi identik, tetapi yang mengejutkan dilipat berbeda (lihat gambar). "Benar-benar hal yang mengejutkan bahwa dua subunit yang sangat berbeda dari dua lainnya. Perbedaan itu benar-benar tidak terduga," kata Gouaux.

Stephen Traynelis, kepala laboratorium yang mengkhususkan diri pada reseptor glutamate dari Universitas Emory di Atlanta, Georgia, mengatakan bahwa struktur ini akan menjadi keuntungan besar untuk penelitian reseptor biologi. Sebelumnya bekerja dengan membuat kesimpulan, sekarang peneliti memiliki reseptor lengkap yang dipetakan sehingga dapat kembali merevisi penelitian sebelumnya. "Ini akan sangat berguna. Sulit untuk melebih-lebihkan arti pentingnya. Ini mungkin salah satu yang paling penting jurnal-jurnal yang telah diterbitkan di bidang ini dalam 10 tahun terakhir," kata Traynelis. Laporan penelitian Gouaux menyajikan struktur dengan saluran tertutup. Traynelis mengatakan kunci tujuan masa depan adalah untuk menganalisis struktur reseptor ketika saluran ion terbuka.

Kristalisasi semua protein membran yang memungkinkan struktur ini akan terdeteksi dengan sinar-X merupakan tantangan utama, kata Elek Molnar, neurolog yang bekerja pada reseptor glutamate di University of Bristol, Inggris. Dalam kasus ini "temuan yang sangat baik", para peneliti reseptor kimiawi tertutup menjadi satu konformasi (dengan saluran ion tertutup) untuk membantu dalam kristalisasi dan visualisasi. Implikasi di masa depan harus memungkinkan peneliti untuk melihat bagaimana reseptor berinteraksi dengan unsur-unsur lain dari sistem saraf, seperti protein tambahan. "Ini seperti menyediakan kerangka. Sekarang penelitian masa depan dapat melampirkan otot, tendon dan seterusnya," Molnar (Sobolevsky, A. I., Rosconi, M. P. & Gouaux, E. Nature doi:10.1038/nature08624, 2009).

Tinuku Store

No comments:

Post a Comment