Przeciekające białka mogą powodować nadciśnienie

Wojciech Kopeć, polski doktorant Uniwersytetu Południowej Danii w Odense z wraz z zespołem zbadał pompę sodowo-potasową, a szczególnie jedno z białek, które ją tworzy. „Jest ono obecne we wszystkich komórkach człowieka. Jego podstawowe zadanie polega na odpowiednim utrzymywaniu różnicy stężeń jonów sodu i potasu wewnątrz i na zewnątrz komórki” – mówi w rozmowie z PAP Wojciech Kopeć. Zadaniem białka jest usuwanie z komórki nadmiaru sodu, a wtłaczanie do niej potasu. Badacz wyjaśnia, że białko jest tak powszechne i niezbędne, że wydawało się, że jakakolwiek mutacja w genie kodującym to białko powodowałaby śmierć komórki.

Jednak kilka miesięcy temu duńscy naukowcy (zespół z Uniwersytetu Aarhus) odkryli, że takie mutacje charakterystyczne są dla guzów nadnercza i związek mogą mieć z nadciśnieniem. Może to dotyczyć nawet 5 proc. osób z nadciśnieniem.

Cały czas nie było jednak wiadomo, co się dzieje w komórkach guzów nadnercza i jak mutacje, do których tam dochodzi, wpływają na funkcjonowanie komórek. Wojciech Kopeć opracowywał symulacje komputerowe, które pozwoliły na lepsze zrozumienie tych mechanizmów. „Udało nam się potwierdzić to, co sugerowały eksperymenty. W wyniku tych mutacji białko – które znajduje się w błonie komórkowej – zaczyna przeciekać” – mówi Kopeć. Przez membranę – jaką jest błona komórkowa - przedostaje się do wnętrza komórki woda z protonami albo z jonami sodu. Uruchamia to kaskadę zdarzeń, które prowadzić mogą do nadciśnienia.

Chociaż znana jest ogólna zasada działania pompy sodowo-potasowej, nie wszystko o niej jeszcze wiadomo. „Pompa w jednym momencie jest zdolna do przyłączania sodu, który usuwany jest na zewnątrz komórki, a potem przyłącza się do niej potas. Nie wiadomo, jak białko jest w stanie wykazać selektywność między sodem a potasem. Chcemy to zbadać” – opowiada Kopeć.

Doktorant opowiada, jak wygląda tworzenie symulacji komputerowych funkcjonowania białek. Badacze uzyskali od innych zespołów strukturę krystalograficzną białka. "To są jakby +zamrożone+ zdjęcia białka w danym stanie. Natomiast w komórce to wszystko się porusza i podlega fluktuacjom" - mówi Kopeć. Wyjaśnia, że symulacja ma wprowadzić dynamikę do układu i pomóc zrozumieć, do jakich zjawisk w tym miejscu dochodzi. "Kiedy otrzymałem plik ze strukturą, musiałem wymyślić, jak symulować działanie białka" - wyjaśnia badacz z duńskiego uniwersytetu. Opracował więc model błony komórkowej, wpasował w nią białko, dodał odpowiednie warunki i sprawdzał, jak zachowywać się będzie białko. Dzięki temu okazało się, że białko produkowane przez zmutowany gen przepuszcza wodę z jonami do wnętrza komórki.

Odkrycie mechanizmów związanych z wadliwym białkiem było możliwe dzięki wykorzystaniu jednego z najpotężniejszych w Danii klastrów komputerowych Horseshoe 6, który należy do Uniwersytetu Południowej Danii.

źródło: Naukawpolsce.pap.pl