Aktuality

Bielkoviny, alebo iným slovom proteíny, sú veľké molekuly, ktoré sú zapojené – bez preháňania – do všetkých životných procesov. Sú súčasťou veľkého počtu metabolických drách a regulujú procesy ako trávenie, vylučovanie, dýchanie, pohyb, spánok, učenie, imunita, rozmnožovanie a mnohé ďalšie.

Bielkoviny pozostávajú z malých podjednotiek, ktoré sa volajú aminokyseliny (amino – obsahujú amino-skupinu; kyseliny – obsahujú karboxy-skupinu). Do stavby bielkovín sa zapája 20 aminokyselín, ktoré sú navzájom do radu pospájané peptidovou väzbou. Ako sú farebné perly navlečené na šnúrku a tvoria jeden ucelený celok – náramok, náhrdelník, diadém, podobne aj aminokyseliny zoradené v určitom, presne určenom poradí môžeme pripodobniť ku krásnemu ucelenému a jedinečnému šperku. Tým však bielkoviny „nekončia“.

Unikátny polypeptidový reťazec sa ďalej zbaľuje do vyšších štruktúr, akými sú α-helikálne a β-listové štruktúry (obr. 1.), ktorých usporiadanie, počet a dĺžka sú jedinečné pre každú bielkovinu. Kombináciou helikálnych a listových štruktúr bielkoviny získavajú výslednú podobu, ktorá umožňuje plnenie špecifickej funkcie, pre ktorú sú bielkoviny určené. Šturktúra a funkcia u bielkovín sú navzájom prepojené a neoddeliteľné, podobne ako sú spojené a neoddeliteľné dve strany tej istej mince.

Ako jeden z mnohých príkladov bielkovín nevyhnutných pre život môžeme uviesť Ryanodínový receptor (RyR), s ktorým sa zaoberáme na našom pracovisku (obr. 2A). RyR je prítomný vo všetkých živočíchoch – od bezstavovcov (slimáky, červy) cez obojživelníky, plazy, vtáky a cicavce, vrátane človeka. Je to doteraz najväčší známy iónový kanál a má nezastupiteľnú úlohu vo svalovej kontrakcii. Podieľa sa na regulácii hladiny vápnika vo svalových bunkách, čím zabezpečuje svalovú kontrakciu v priečne pruhovaných svaloch, hladkom svalstve aj v srdci. Nachádza sa v membránach špeciálych bunkových štruktúr svalových buniek (sarkoplzmatickom retikule). Jeho otvorenie zabezpečuje rýchle zvýšenie koncentrácie vápnika v cytoplazme svalových buniek, čo spúšťa kaskádu reakcií vedúcich k svalovej kontrakcii. Zmeny niektorých aminokyselín v RyR mierne modifikujú jeho štruktúru a dynamiku, čo má za následok vznik špecifických svalových ochorení.

Na našom pracovisku sme určili štruktúru N-terminálnej časti ľudského ryanodínového receptora s vysokým rozlíšením (obr. 2B), ktorý sa vo veľkom množstve nachádza v srdci. N-terminálna časť ľudského srdcového RyR obsahuje aminokyseliny, ktorých zámeny podmieňujú vznik arytmií – katecholaminergickej polymorfnej ventrikulárnej tachykardie (CPVT1) a arytmogénnej dysplázie pravej komory (ARVC/D2). Určenie štruktúry RyR zásadným spôsobom pomáha porozumieť,a ako „funguje“ táto bielkovina, ako aj dôvodu vzniku uvedených arytmií, čo je jedným z cieľov našeho výskumu.