심장과 신경계 건강을 담당하는 단백질의 구조가 해독되었습니다.

미시간 대학(UM)의 과학자들은 인간의심장 과 신경계 의 건강을 유지하는 데 필수적인 과정의 일부인 단백질의 구조를 해독했습니다.

이 단백질은 시스타티오닌 베타-신타제(SBC)입니다. CBS는 비타민 B6를 이용하여 심장과 신경계를 건강하게 유지하는 데 도움이 되는 기체 신호 전달 분자인 황화수소(H₂S)를 합성합니다. 동물에서 H₂S는 체온을 낮추고 신진대사를 늦춰 가사 상태 또는 동면을 유도합니다.

이 구조의 해독 작업은 미시간 대학교 의과대학 생화학 교수인 루마 바네르지 박사, 미시간 대학교 생명과학연구소 연구교수인 재닛 스미스 박사, 그리고 그들의 동료들의 지도 하에 수행되었습니다. 연구 결과는 미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences)에 게재되었습니다.

바네르지 박사는 "10년 넘게 과학자들의 이해를 얻지 못했던 CBS 단백질의 구조는 이 효소가 뇌에 특히 중요한 가스를 생성하는 과정에 대한 풍부한 새로운 정보를 제공합니다."라고 말하며, "이 구조를 해독하면 시력, 골격계, 심혈관계, 중추 신경계에 영향을 미치는 유전 질환인 호모시스틴뇨증을 유발하는 돌연변이를 이해하는 데 필요한 기초를 제공합니다."라고 덧붙였습니다.

CBS의 완전한 구조는 처음으로 밝혀졌으며, 이 단백질의 결함으로 인해 발생하는 호모시스틴뇨증에 대한 분자적 설명을 제공합니다.

이 효소의 활성은 항우울제 및 항염증제로 사용되는 식이 보충제인 SAMe(S-아데노실메티오닌)에 의해 향상됩니다. SAMe는 CBS와 결합하여 황화수소 생성을 증가시킵니다.

스미스 연구팀의 일원인 마르코스 쿠트모스 박사는 "SAMe가 상호작용하는 CBS 도메인의 분자 구조를 이해하면 약리학적 목적으로 황화수소 생산을 미세하게 조정하는 합리적인 약물 설계의 길이 열린다"고 말했습니다.

과학자들은 CBS 효소의 복잡한 화학 반응 중 두 지점에서 효소를 포획하여 효소의 활성 부위에 반응성이 높은 두 가지 화학 중간체를 포집했습니다. 이 구조는 비타민 B6가 CBS가 황화수소 생성으로 이어지는 복잡한 반응을 수행하는 데 어떻게 도움을 주는지 자세히 보여줍니다.

CBS 연구자들이 발견한 중요한 화학적 세부 사항은 비타민 B6에 의존하는 다른 인간 효소의 구조를 해독하는 데에도 유용할 수 있습니다. 비타민 B6에 의존하는 효소는 50가지가 넘습니다.