Gaya geser kecil berpengaruh besar pada reaksi protein |  Riset
Research

Gaya geser kecil berpengaruh besar pada reaksi protein | Riset

Gaya geser kecil yang dialami protein di dalam pembuluh darah dapat secara dramatis meningkatkan laju reaksi mereka, para peneliti telah menunjukkan. Efeknya, yang muncul dari perubahan bentuk makromolekul protein, bahkan dapat mempengaruhi aksi antibodi terapeutik.

Kekuatan pada sel dan biomolekul dalam lingkungan hidup dapat mempengaruhi perilaku mereka. Sel punca, misalnya, berdiferensiasi menjadi sel khusus yang sebagian didasarkan pada elastisitas matriks ekstraseluler di sekitarnya. Protein yang terlalu padat di dalam sel lebih mungkin untuk diubah menjadi fibril amiloid yang terkait dengan penyakit Alzheimer dan diabetes tipe II.

Gambar yang menunjukkan deretan enam struktur protein - heliks, bentuk berputar

Namun, penjelasan untuk fenomena ini sebagian besar terbatas pada tingkat biologis dan kimia – pensinyalan dan konsentrasi sel. Kekuatan mekanis yang halus jarang dipertimbangkan. Sementara efek yang diinduksi gaya pada reaksi sedang dipelajari di bidang mekanokimia yang sedang berkembang, gaya-gaya itu biasanya jauh lebih besar daripada yang ada di sistem kehidupan – terkadang cukup besar untuk memutuskan ikatan.

Para peneliti di Inggris dan Spanyol kini telah mempelajari bagaimana gaya geser kecil – sebanding dengan yang diberikan dalam aliran darah oleh dinding kapiler – mempengaruhi reaksi protein. ‘Protein dideformasi secara lokal oleh kekuatan ini,’ jelas Francisco Corzana dari Universitas La Rioja tentang apa yang dia temukan saat melakukan simulasi dinamika molekul. ‘Jadi mereka mungkin mempertahankan aktivitas biologisnya, tetapi beberapa asam amino yang tertutup sekarang terkena pelarut dan dapat bereaksi dengan mudah.’

Tim juga melakukan eksperimen mikrofluida pada berbagai tekanan, menargetkan asam amino dengan reagen yang menjadi fluoresen pada reaksi. Hasil mereka cocok dengan simulasi, dengan tegangan geser yang masuk akal secara biologis yang mengarah pada peningkatan laju reaksi dengan faktor dua dalam beberapa kasus. ‘Sebelumnya sebagian besar telah diasumsikan bahwa tingkat geser sederhana ini akan memiliki sedikit efek pada reaktivitas kimia protein,’ kata Tuomas Knowles dari University of Cambridge. ‘Tetapi pekerjaan kami menunjukkan bahwa ini belum tentu demikian.’

Mempelajari trastuzumab, antibodi monoklonal yang dikembangkan untuk mengobati kanker payudara, menunjukkan bahwa ‘beberapa antibodi ini mungkin sebagian terdisosiasi di bawah kondisi tegangan geser ini’, kata ahli biologi kimia Cambridge, Gonçalo Bernades. ‘Ada banyak antibodi seperti itu sekarang di klinik dan penting untuk memahami bagaimana mereka berperilaku, misalnya, saat beredar.’

‘Gagasan bahwa Anda menerapkan kekuatan pada protein dan apa pun yang ada di dalamnya sekarang menjadi terbuka, dan bahwa ini memicu reaktivitas situs yang sebelumnya samar itu bagus, tetapi sudah ada dalam literatur,’ komentar ahli biologi fisik Sergi Garcia-Manyes dari Francis Crick Institute , Inggris. ‘Apa yang saya pikir baru di sini adalah bahwa Anda tidak harus benar-benar membuka protein – perubahan konformasi kecil sudah cukup untuk memicu beberapa reaktivitas.’

Dennis Discher dari University of Pennsylvania, AS, yang telah menerbitkan tentang mekanisme pelipatan protein, mencatat bahwa ‘setiap buku teks biokimia menunjukkan protein yang mengubah konformasi dengan suhu’. Namun, ini mengacu pada perubahan suhu ekstrem yang tidak terjadi dalam sistem kehidupan. ‘Banyak biokimia dalam tabung reaksi yang berwawasan luas tetapi secara fisiologis tidak relevan,’ katanya. ‘Efek tegangan geser relevan – itu terjadi dalam diri Anda dengan setiap detak jantung Anda.’

Posted By : togel hari ini hongkong yang keluar 2021