Dekoder human biologi - ett protein om gangen
Det humane genomet ble sekvensert for mange år siden og våre ~20.000 gener er for det meste definerte. En stor del av proteinene våre, produktene som genene koder for og som er involverte i alle biologiske prosesser, er imidlertid ikke kartlagt funksjonelt. Forskere ved Universitetet i Bergen har nylig funnet både struktur og funksjon til enda et ukarakterisert humant protein som viser seg å være koblet til nyresykdom.
Hovedinnhold
En av de største utfordringene med å forstå human biologi er vår manglende kunnskap om den biokjemiske funksjonen til proteinene som er kodet av genene våre. Selv om vi kjenner sekvensen til alle humane gener, og dermed også aminosyresekvensen til proteinene de koder for, er det fortsatt ikke mulig å forutsi proteinfunksjon med sikkerhet. Å finne ut av dette innebærer ofte grundig arbeid med enkeltproteiner eller små grupper av proteiner. Arnesen-laboratoriet ved Institutt for biomedisin har vært en del av dette vitenskapelige arbeidet i mange år. Spesielt har denne forskningsgruppen identifisert og definert en rekke humane proteiner kalt acetyltransferaser. Disse proteinene er enzymer som katalyserer overføringen av en liten kjemisk gruppe, acetyl, fra metabolitten Acetyl-Coenzym A til andre proteiner, aminosyrer eller biomolekyler. Tidligere arbeid har vist at disse enzymene spiller roller i cellebevegelse og overlevelse, med fysiologiske implikasjoner for kreft, forkalkning i hjernen, hjertesykdom og aldring.
I sitt nyeste arbeid har forsker PhD Matti Myllykoski, PhD-student Malin Lundekvam, senioringeniør PhD Camilla Osberg og tidligere masterstudent Solveig Siqveland Nilsen løst krystallstrukturen til proteinet kodet av NAT16-genet og definert dets biokjemiske funksjon som er å acetylere aminosyren histidin. NAT16-proteinet ble derfor kalt histidin-acetyltransferase (HisAT). HisAT virker inne i humane celler for å acetylere histidin, og dette acetylhistidinet (AcHis) skilles deretter ut i blodet, hvor det kan fungere som et signalmolekyl eller buffer. En variant av NAT16-genet som finnes hos over 5 % av befolkningen, har tidligere blitt funnet å korrelere med reduserte plasmanivåer av AcHis og økt risiko for nyresykdom. Vår biokjemiske analyse av denne NAT16/HisAT-proteinvarianten viser redusert affinitet for histidin, noe som støtter en modell der individer som uttrykker denne varianten produserer AcHis langsommere, noe som fører til lavere nivåer av AcHis i blodet og potensielt påvirker nyrefunksjonen.
Den publiserte originalartikkelen finner du her: The molecular basis for acetylhistidine synthesis by HisAT/NAT16 | Nature Communications
.
