โครงสร้างของโปรตีนที่รับผิดชอบต่อสุขภาพหัวใจและระบบประสาทได้รับการถอดรหัสแล้ว

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยมิชิแกน (UM) ได้ถอดรหัสโครงสร้างของโปรตีนซึ่งเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการที่รับผิดชอบในการรักษาสุขภาพของหัวใจและระบบประสาทของมนุษย์

โปรตีนนี้คือซิสทาไธโอนีนเบตาซินเทส (SBC) CBS ใช้วิตามินบี 6 เพื่อสังเคราะห์ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H2S) ซึ่งเป็นโมเลกุลส่งสัญญาณก๊าซที่ช่วยให้หัวใจและระบบประสาทแข็งแรง ในสัตว์ H2S จะกระตุ้นให้เกิดภาวะจำศีลหรือภาวะพักตัว โดยลดอุณหภูมิร่างกายและทำให้การเผาผลาญช้าลง

งานถอดรหัสโครงสร้างดังกล่าวดำเนินการภายใต้การดูแลของ Ruma Banerjee, PhD ศาสตราจารย์ด้านเคมีชีวภาพจากคณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยมิชิแกน, Janet Smith, PhD ศาสตราจารย์วิจัยจาก UM Life Sciences Institute และเพื่อนร่วมงาน ผลการวิจัยดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Proceedings of the National Academy of Sciences

“โครงสร้างของโปรตีน CBS ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถค้นพบได้มานานกว่าทศวรรษนั้น ให้ข้อมูลใหม่มากมายเกี่ยวกับการผลิตก๊าซของเอนไซม์ซึ่งมีความสำคัญต่อสมองโดยเฉพาะ” Banerjee กล่าว “การถอดรหัสโครงสร้างนี้ให้พื้นฐานสำหรับการทำความเข้าใจการกลายพันธุ์ที่ทำให้เกิดโฮโมซิสตินูเรีย ซึ่งเป็นความผิดปกติทางพันธุกรรมที่ส่งผลต่อการมองเห็น โครงกระดูก ระบบหัวใจและหลอดเลือด และระบบประสาทส่วนกลาง”

โครงสร้างสมบูรณ์ของ CBS ซึ่งพบเห็นเป็นครั้งแรก ให้คำอธิบายทางโมเลกุลสำหรับโฮโมซิสตินูเรียที่เกิดจากข้อบกพร่องในโปรตีนชนิดนี้

การทำงานของเอนไซม์ได้รับการเสริมด้วย SAMe (S-adenosylmethionine) ซึ่งเป็นอาหารเสริมที่ใช้เป็นยาต้านอาการซึมเศร้าและต้านการอักเสบ โดยการจับกับ CBS SAMe ยังช่วยเพิ่มการผลิตไฮโดรเจนซัลไฟด์อีกด้วย

“การทำความเข้าใจโครงสร้างโมเลกุลของโดเมน CBS ที่ SAMe โต้ตอบด้วยนั้นจะเปิดประตูสู่การออกแบบยาที่สมเหตุสมผลเพื่อปรับแต่งการผลิตไฮโดรเจนซัลไฟด์ให้เหมาะสมสำหรับวัตถุประสงค์ทางเภสัชวิทยา” ดร. Markos Koutmos หนึ่งในทีมวิจัยของ Smith กล่าว

นักวิทยาศาสตร์จับเอนไซม์ CBS ไว้ได้ 2 จุดในปฏิกิริยาเคมีที่ซับซ้อน โดยดักจับสารเคมีตัวกลางที่มีปฏิกิริยาสูง 2 ตัวไว้ที่บริเวณที่ทำงานของเอนไซม์ โครงสร้างของเอนไซม์เผยให้เห็นรายละเอียดว่าวิตามินบี 6 ช่วยให้ CBS ดำเนินปฏิกิริยาที่ซับซ้อนซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของไฮโดรเจนซัลไฟด์ได้อย่างไร

รายละเอียดทางเคมีที่สำคัญที่นักวิจัยของ CBS ได้เห็นอาจมีประโยชน์ในการถอดรหัสโครงสร้างของเอนไซม์อื่นๆ ในมนุษย์ที่ขึ้นอยู่กับวิตามินบี 6 ซึ่งมีมากกว่า 50 ชนิด