นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียได้ศึกษาการทำงานของโปรตีนเมมเบรน LRP2 ที่พบในเซลล์
โดยทั่วไป LRP2 จะอยู่บนพื้นผิวเยื่อหุ้มเซลล์รอโอกาสที่จะจับโมเลกุลที่ผ่านไป หลังจากที่โปรตีนจับกับโมเลกุลแล้ว เซลล์จะดูดซับส่วนของพื้นผิวที่มีโปรตีน ก่อตัวเป็นตุ่มภายในที่เรียกว่าเอนโดโซม จากนั้น LRP2 จะปลดปล่อยโมเลกุลภายในเซลล์ และเอนโดโซมจะนำโปรตีนกลับสู่พื้นผิว
เพื่อทำความเข้าใจว่า "เรือข้ามฟาก" นี้ทำงานอย่างไรนักวิจัยได้เก็บตัวอย่างโปรตีน LRP2 จากไตของหนู 500 ตัว พวกเขาวางส่วนหนึ่งของโปรตีนในสารละลายที่มีค่า pH 7.5 ซึ่งสอดคล้องกับพื้นที่นอกเซลล์ และส่วนหนึ่งในสารละลายที่เลียนแบบเอนโดโซม โดยมีค่า pH 5.2 พวกเขาใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบไครโออีเลคตรอนถ่ายภาพโปรตีนแล้วเชื่อมต่อเข้าด้วยกันบนคอมพิวเตอร์ สร้างแผนที่สามมิติของโปรตีนทั้งในรูปแบบเปิดและปิด
แบบจำลอง 3 มิติแสดงให้เห็นว่าโปรตีนเปลี่ยนจากโครงสร้างที่เปิดกว้างมากขึ้นที่ค่า pH เกือบเป็นกลางภายนอกเซลล์เป็นรูปแบบจับตัวเป็นก้อนที่ค่า pH ที่เป็นกรดภายในเซลล์ การเปลี่ยนแปลงรูปร่างเหล่านี้ทำให้ LRP2 สามารถจับโมเลกุลจากภายนอกเซลล์และปล่อยออกมาภายในเซลล์ได้ นักวิจัยแนะนำว่าอะตอมของแคลเซียมที่มีประจุจะทำให้โปรตีนเปิดที่ค่า pH นอกเซลล์ แต่เมื่อค่า pH ลดลงเนื่องจากการไหลเข้าของไฮโดรเจนไอออนเข้าไปในเอนโดโซม แคลเซียมจะไปแทนที่แคลเซียม ทำให้โปรตีนหดตัว
สถานะเปิดและปิดของโปรตีน LRP2 ภาพ: แอนดรูว์ บีนเคน และคณะ เซลล์
เมื่อโปรตีน LRP2 ไม่มีการกลายพันธุ์ พวกมันก็จะประสบความสำเร็จรักษาสมดุลของโมเลกุล เช่น ในเลือดและเนื้อเยื่อสมอง ผู้เขียนรายงานการศึกษาระบุ แต่เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยในกายวิภาคระดับโมเลกุลขนาดใหญ่ของ LRP โปรตีนเหล่านี้มีส่วนทำให้เกิดโรคต่างๆ
อาจทำให้โปรตีนทำงานผิดปกติในไตได้โรคไตเรื้อรัง กลุ่มอาการ Donne-Barrow และภาวะทางไตที่ร้ายแรงในเด็กแรกเกิด ความผิดปกติในสมองมีส่วนทำให้เกิดโรคอัลไซเมอร์ นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าการทำความเข้าใจว่ากลไกการทำงานของโมเลกุลที่ซับซ้อนนี้จะช่วยในการรักษาโรคต่างๆ ได้อย่างไร
อ่านเพิ่มเติม:
เปลวไฟอันทรงพลังปะทุขึ้นบนดวงอาทิตย์: มันส่งผลกระทบต่อโลกแล้ว
ป้อมปราการยุคกลางถูกค้นพบโดยบังเอิญในป่า: การค้นพบนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์ประหลาดใจ
นักวิทยาศาสตร์พบโรคทางพันธุกรรมใหม่ในเด็ก: มันแสดงออกอย่างไร
บนหน้าปก: โปรตีน LRP2 สองสถานะ ภาพ: A. Fitzpatrick, A Beenken, L. Shapiro, สถาบัน Zuckerman แห่งโคลัมเบีย