Grupa istraživača je otkrila tajne malog, ali ključnog proteina koji prenosi jone cinka (Zn 2+) u naše telo. Ovo otkriće nudi dublje razumevanje kako naše ćelije održavaju optimalno zdravlje.
Zn 2+ može biti mali, ali igra moćnu ulogu u našim ćelijama. Cink omogućava enzimsku katalizu, savijanje proteina, vezivanje DNK i regulisanje ekspresije gena, pri čemu se oko 10% proteina u našem telu oslanja na Zn 2+ da efikasno funkcioniše.
Studija, koja je objavljena u časopisu Nature Communications 8. avgusta 2023, fokusirala se na Golgijev aparat — ćelijski odeljak koji obrađuje, sortira i distribuira ćelije do njihovog konačnog odredišta. U okviru Goldžija, tri različita kompleksa transportera cinka (ZnT) — ZnT4, ZnT5/6 i ZnT7 — sarađuju kako bi doveli Zn 2+ jone iz unutrašnjosti ćelije (citosol) u Golgi. Iako je odavno poznato da ovi kompleksi igraju ključnu ulogu, precizni mehanizmi koji upravljaju transportom Zn 2+ unutar njih su ostali enigma. Konformacioni prelaz hZnT7 protomera tokom transporta Zn 2+ iz citosola u Golgijev lumen. Zasluge: Han Ba Bui i Kenji Inaba
„Usredsredili smo se na našu studiju na transportni protein hZnT7“, kaže Kenji Inaba, odgovarajući autor studije i profesor na Institutu za multidisciplinarna istraživanja za napredne nauke o materijalima Univerziteta Tohoku. „Studija je zasnovana na našim prethodnim istraživanjima da hZnT7 igra vitalnu ulogu u unosu Zn 2+ u cis-Golgi cisternu i reguliše lokalizaciju, promet i funkciju šaperonskog proteina ERp44.
Da bi otkrili više o hZnT7, Inaba i njegove kolege su koristili naprednu tehniku zvanu krio-elektronska mikroskopija (krio-EM). Dve crio-EM mašine, jedna sa Univerziteta Tohoku i jedna sa Univerziteta u Tokiju, mogle bi da snime detaljne slike hZnT7 u akciji. Korišćenjem Fab fragmenta iz monoklonalnog antitela koje specifično vezuje hZnT7, istraživači su uspeli da odrede krio-EM strukture hZnT7> na skoro atomskim rezolucijama, stekavši kritičan uvid u mehanizme transporta Zn 2+.
Komparativna analiza između hZnT7 i drugih transportera cinka, uključujući ljudski ZnT8 i bakterijski IiiP, otkrila je različite strukturne karakteristike hZnT7. Postojanje hZnT7 kao homodimera sa različitim konfiguracijama vezanim za Zn 2+ ima poseban značaj. Crio-EM mapa ljudskog ZnT7 u kompleksu sa Fab u rezoluciji 2,2. Zasluge: Han Ba Bui i Kenji Inaba
Značajno je da se hZnT7 može pohvaliti izduženom citosolnom petljom bogatom histidinom (His-petlja) koja se povezuje sa transmembranskim mestom za vezivanje metala, što je vitalna karakteristika koja upravlja prenosom cinka. Tokom regrutovanja Zn 2+ preko His-petlje, hZnT7 se podvrgava složenim konformacionim preuređenjima, bacajući svetlo na mehanizam transporta cinka bez premca.
Opšte je poznato da je hZnT7 ključni igrač u apsorpciji cinka iz ishrane i kontroli telesne masti. Kada nivo cinka padne u određenim delovima tela, to može dovesti do problema kao što je razvoj raka prostate kod miševa i poremećaja u tome kako naša tela obrađuju insulin.
Inaba dodaje da će njihova otkrića dovesti do boljeg razumevanja molekularnih procesa sa određenim patogenima. „Pošto je objavljeno da abnormalnosti u transporterima ZnT rezidentnih Golgi dovode do fatalnih bolesti kao što su dijabetes, rak i imunodeficijencija, neophodno je razumeti patogene mehanizme ovih bolesti na molekularnom i ćelijskom nivou.“
