2023 Autor: Bailey Leapman | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-05-20 22:44
Wake Foresti ülikooli, riiklike tervishoiuinstituutide ja teiste institutsioonide teadlaste meeskond on avastanud hapnikku kandvas molekulis hemoglobiinis seni avastamata keemilise protsessi, millel võib olla kaugeleulatuv mõju südame-veresoonkonna haiguste ravile.
Ajakirjas Nature Chemical Biology avaldatud artiklis on vanemautorid Daniel Kim-Shapiro, Wake Foresti füüsikaprofessor ja Mark Gladwin, NIH riikliku südame-, kopsu- ja vereinstituudi vaskulaarmeditsiini osakonna juhataja, kirjeldage, kuidas hemoglobiin muudab katalüütilise reaktsiooni kaudu, mis ei muuda selle enda keemilisi omadusi, nitritsoola vasodilataatoriks lämmastikoksiidiks. Dokumendis dokumenteeritakse ka seda, kuidas hemoglobiini poolt ärakasutatud lämmastikoksiidi aktiivsus pääseb punastest verelibledest välja, et reguleerida verevoolu ja kuidas see protsess üllataval kombel tugineb hemoglobiini oksüdeerunud või roostetanud vormile, mida varem seostati ainult haigete seisunditega.
"Usume, et oleme lahendanud paradoksi, kuidas hemoglobiin vahendab nitriti muundamist lämmastikoksiidiks nii, et see ei hävine kohe punastes verelibledes ja seega võib see olla bioloogiliselt tõhus," ütleb Kim-Shapiro..
Vereringes kulutab rauarikas hemoglobiin kokkupuutel veresoontest vabaneva vaba lämmastikoksiidi, nii et idee, et hemoglobiin osaleb lämmastikoksiidi moodustamises, tundus kuni viimase ajani ebausutav.
Aastal 2003 avastasid Gladwin ja kaastöötajad NIH-s, Wake Forestis ja Alabama ülikoolis, et nitritsool, sama aine, mida kasutati liha ravimisel ja mida varem peeti bioloogiliselt inertseks, toimib rakus säilitusbasseinina. lämmastikoksiidi jaoks. Sellest ajast alates on teadlased kogu maailmas nitritit intensiivselt uurinud, et leida uusi ravimeetodeid selliste haiguste jaoks nagu sirprakuline aneemia, müokardiinfarkt, pulmonaalne hüpertensioon, insult ja ateroskleroos.
Viimases uuringus jõudsid teadlased järeldusele, et nitriti-hemoglobiini reaktsioon tekitab dilämmastiktrioksiidi (N2O3), mis väljub punastest verelibledest ühte mitmest rajast ja eraldub hiljem lämmastikoksiidiks (NO) ja lämmastikdioksiidiks (NO2).
Hemoglobiini äsja avastatud keemia on teadlastelt sajandi jooksul kõrvale hiilinud, sest protsessi käigus moodustunud vahemolekuli, nitriti-methemoglobiini, ei saa jälgida elektronide paramagnetresonantsspektroskoopia abil, mis on praegu kõige keerukam analüüsimeetod. See on muutnud reaktsiooni otsesel vaatlusel nähtamatuks, kuid protsessi kaudne mõõtmine on võimalik.
"Kasutades erinevaid biofüüsikalisi tehnikaid ning hoolik alt uurides reaktsioonide kiirust ja hemoglobiini ja nitritiga katsetamisel tekkivaid tooteid, suutsime selle reaktsioonimehhanismi avastada," selgitab Kim-Shapiro.
Uurimist rahastati NIH toetustest. (Uurimistöö avaldati 4. novembril 2007: dol10.1038/nchembio.2007.46)
Uuringule aitas kaasa ka Wake Foresti füüsika abiprofessor Swati Basu; Rozalina Grubina, Howard Hughesi stipendiaat Gladwini NIH laboris; S. Bruce King, Wake Foresti keemiaprofessor; Jinming Huang, Wake Foresti keemiateaduse abiprofessor; Xiaojun He, Wake Foresti füüsika järeldoktor; Wake Foresti magistrandid Ivan Azarov ja Anne Jeffers; Wake Foresti bakalaureuseõppe üliõpilased Atul Mehta ja Ryan Seibert; Wake Forest külastab bakalaureuseõppe üliõpilane Alice Jiang; Zhi Huang, Gladwini NIH labori järeldoktor, Jeanet Conradie, Lõuna-Aafrika Vabariigi ülikooli vanemlektor; Rakesh Patel, Birminghami Alabama ülikooli patoloogia dotsent; Neil Hogg, Milwaukee osariigi Wisconsini meditsiinikolledži biofüüsika dotsent; ja Abhik Ghosh, keemiaprofessor Tromsø ülikoolis Norras.
