Koreanska forskare har identifierat interaktionerna mellan kombinanterna bland kalciumkanalproteiner som finns i nerv- och hjärtceller. Resultatet öppnade en ny väg för att utveckla behandlingar för högt blodtryck och hjärnsjukdomar.

En forskargrupp ledd av DGIST Professor Byung-Chang Suh vid institutionen för hjärn- och kognitionsvetenskap har observerat i realtid och identifierat interaktionen mellan kalciumkanalkomplex som finns i nerv- och hjärtceller inuti celler.

Kalciumkanalkomplex består av alfa 1(α1), beta (β), och alfa 2 gamma (α2δ) subenheter, som spelar viktiga roller för kalciumkanaler för att kontrollera inflödet av kalciumjoner inuti celler. Trots många forskares ansträngningar att identifiera och analysera växelverkan mellan komplex, Det har hittills inte gjorts några betydande forskningsresultat på grund av svårigheter att verifiera dem i realtid.

Professor Suhs forskargrupp modifierade och tillämpade först 'Rapamycin-inducerbar FKBP-FRB dimeriseringsteknik', inducerar kalciumkanal β -subenheter att flytta till organell, en specialiserad subenhet inuti ett cellmembran, mitokondrier, eller ett endoplasmatiskt retikulum, att skapa en miljö som kan observeras av ögon i realtid. Med hjälp av patch-clamp, laget kunde inte bara identifiera interaktionerna mellan olika underenheter inuti kalciumkanaler utan också mellan underenheter som inte kunde undersökas tidigare.

β-subenhet kombineras stabilt med α1-subenhet om den uttrycks av sig själv inuti en kalciumkanal. Dock, om mer än 2 β-subenheter av olika typer finns inuti samma kanal, β-subenheter av de befintliga α1- och β-kombinerade underenheterna ersätts av en annan enstaka β-subenhet på grund av en konkurrens mellan β-subenheter, minskar stabiliteten. Detta har identifierats av forskargruppen.

Detta anses öppna en ny horisont i den relaterade forskningen genom att i realtid kunna observera den dynamiska kombinationen av α1- och β-subenheter i kalciumkanalen i en levande cell på grund av underenheternas konkurrens. Dessutom, sådan interaktion mellan subenheter innebär mer exakt kontroll av kalciumjoninflödet inuti celler, visar vikten av den nära interaktionen mellan underenheter.

Vidare, forskarna upptäckte också nya fenomen orsakade av subenheters interaktioner såsom ett minskat kalciuminflöde till en kanal orsakat av separationen av α1 och β kombinerade subenheter, nedgång i kanalblockeringshastigheten, och minskad aktivitet av kalciumkanaler orsakade av fosfatiden i cellmembranet.

Professor Byung-Chang Suh sa "Eftersom denna forskning utfördes på nerv- och hjärtceller, det förväntas öppna en väg för utveckling av ny behandling mot högt blodtryck och olika hjärnsjukdomar. Forskningstekniken som används i denna forskning förväntas också i hög grad påverka forskningen av olika proteiner inuti celler som har interaktioner mellan proteiner."

Denna studie har publicerats om det senaste numret av en världsberömd internationell tidskrift, Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ).