AKTIVACE LIDSKÝCH TRANSGLUTAMINÁZ
Název projektu: GLIKOBIO, vedoucí projektu: Attila Fekete
Oddělení klinické laboratorní vědy, Lékařská fakulta, Univerzita v Debrecenu, Debrecen, Maďarsko
Pravděpodobně každý viděl nebo měl krvácející ránu. Proces, který stojí za změnami krve, kdy se mění z kapalné na pevnou (koagulace), aby se zastavilo krvácení, je složitý a zahrnuje celou řadu chemických reakcí. V tomto procesu hraje důležitou roli enzym, přesněji transglutamináza faktor XII-A2. Transglutamináz existuje více, také například tkáňová transgluatmináza (TG2), společně hrají klíčovou úlohu při udržování stabilního vnitřního prostředí našeho organismu. Oba uvedené enzymy jsou součástí experimentálně a strukturně dobře popsaného systému. Ačkoliv jejich biologické role jsou zcela odlišné, u obou dochází k aktivaci pouze v přítomnosti vápenatých iontů (Ca2+). Dysfunkce v tomto procesu může vést k onemocněním, jako je celiakie.
Attila Fekete a jeho kolegové používají mikrosekundové klasické simulace molekulární dynamiky, aby objasnili, co stojí na počátku jejich vápníkem vyvolané aktivace. Zmíněné druhy simulací jsou velmi užitečné, když chceme popsat něco, co je ostatními technikami normálně nezjistitelné. Takto lze rovněž popsat povahu biomakromolekul. Tyto počítačové neboli „in silico“ experimenty vyžadují enormní množství počítačového výkonu ke zpracování všech informací a výpočtu Newtonovských zákonů současně pro systém, který obsahuje tisíce molekul vody, některé ionty a samozřejmě protein samotný. K tomu jsou využívány superpočítače.
Oba studované proteiny mají alespoň dvě různé struktury, a to na neaktivních (uzavřených) nebo aktivních (otevřených) konformacích. Předpokládalo se, že TG2 na sebe může navázat až šest iontů vápníku, ale experimentálně bylo identifikováno pouze pět možných pozic. Výsledky Attily a jeho kolegů ukazují, že tři z pěti těchto míst mohou skutečně vázat vápník, ale na dalších dvou místech se Ca2+ neváže vůbec. Objevili ale další tři dosud neznámá vazebná místa, z nichž jedno je pravděpodobně záhadné šesté vazebné místo.
Tým věří, že jejich výsledky jsou inspirací a budou v nejbližší budoucnosti sloužit jako výchozí bod výzkumu zaměřeného na studie transglutamináz obratlovců.
Autoři skutečně oceňují výpočetní zdroje klastru Debrecen2 (Leo) GPU. Tato práce byla podpořena také Maďarským vědecko-výzkumným fondem [OTKA K-106294].
