肥厚性心肌病的分子机制
斯坦福大学医学研究人员领导的一项研究表明,为什么与肥厚性心肌病(一种心脏疾病)相关的这么多突变会改变肌肉细胞的一种关键成分,使其超时工作。
大约每500人中就有一人生来就患有肥厚性心肌病这是一种由众多突变中的任何一种引起的遗传疾病,神秘地导致心脏肌肉用力过猛地收缩
你会认为肥厚性心肌病会让你成为天生的运动员。相反,它可能是致命的。“如果你携带了其中一种突变,就好像你在慢跑一样。问题是,你一生中每天24小时都在这样做,”医学院生物化学教授詹姆斯·斯普迪奇博士说。在某种程度上,你的心脏开始感受到影响,变得肿胀,然后纤维化,最终衰竭。
现在,研究人员已经发现了这种工作狂心脏背后的机制。该研究结果发表在8月13日《美国科学》杂志在线发表的一篇论文中美国国家科学院院刊.Spudich是资深作者。主要作者由斯坦福大学博士后学者Darshan Trivedi博士和Saswata Sarkar博士共同撰写;以及斯普迪奇共同创立的MyoKardia公司的研究员罗伯特·安德森(Robert Anderson)。
Spudich花了几十年时间在分子水平上研究肌肉是如何收缩的,特别是肌肉的工作原理肌凝蛋白它是每个肌肉细胞的关键组成部分,包括组成心肌的细胞。
肌球蛋白是一种蛋白质,是一种辛勤工作的小马达,它的动态活动有助于肌肉的全面收缩。但它只是偶尔工作,大部分时间都保持着一种类似于睡着的火烈鸟的姿势,把头紧紧地夹在躯干里。从最佳心脏功能的角度来看,这是应该的。
像所有蛋白质一样,肌凝蛋白分子是由氨基酸组成的。氨基酸有20种不同类型,每一种都有自己的生化特性和独特的形状。Spudich和他的同事们发现许多与肥厚性心肌病相关的突变,尽管它们发生在肌凝蛋白基因序列的不同位置,但往往最终会产生影响氨基酸在折叠蛋白质外缘的同一表面上,改变肌凝蛋白分子,以诱导它改变其睡眠的火烈鸟姿势。
这种改变了的姿势偏好,反过来又使肌凝蛋白分子在工作时无法花足够的时间打盹,共同导致大脑持续超速运转心肌的功率输出。
更多信息:Robert L. Anderson等人。破译了人β-心肌肌球蛋白的超松弛状态,以及mavacamten从肌球蛋白分子到肌纤维的作用方式,美国国家科学院院刊(2018)。DOI: 10.1073 / pnas.1809540115