Kartan, publicerad i tidskriften eLife, visar hur enzymet, känt som squalene-hopene cyclase (SHC), omvandlar squalen, en flexibel 30-kolmolekyl, till en stel, fyra-ring struktur som kallas hopene. Denna omvandling är ett kritiskt steg i flerstegsprocessen för att syntetisera kolesterol, som finns rikligt i hjärnan och andra organ och spelar en avgörande roll i många biologiska funktioner, inklusive bildandet av cellmembran, hormonsyntes och matsmältning av fetter.
"Denna upptäckt ger oss en bättre förståelse för hur kolesterol framställs och hur vi kan ingripa i denna process för att behandla sjukdomar som åderförkalkning och cancer", säger seniorförfattaren Yilin Lu, kemiprofessor vid University of California, Davis . "Det är också ett spännande exempel på den typ av vetenskaplig forskning som kan göras med hjälp av storskalig röntgenkristallografi."
Lus team använde Advanced Light Source (ALS), en synkrotronanläggning vid det amerikanska energidepartementets Lawrence Berkeley National Laboratory, för att fånga röntgenbilder av SHC i aktion. De fann att SHC-enzymet genomgår en serie konformationsförändringar, som en hand som sluter sig runt ett föremål, när det omvandlar skvalen till hopene.
"Detta är den första filmen på atomnivå om hur SHC fungerar," sa Lu. "Vi kan se hur enzymet binder till skvalen och sedan viker sig runt det för att bilda strukturen med fyra ringar."
Kartan avslöjar också nyckelaminosyrorna i SHC-enzymet som är ansvariga för att katalysera omvandlingen av skvalen till hopen. Dessa aminosyror skulle kunna fungera som potentiella mål för läkemedel som är utformade för att hämma syntesen av kolesterol.
"Denna upptäckt ger nya insikter om de invecklade mekanismerna bakom kolesterolbiosyntesen och erbjuder en lovande väg för utveckling av terapeutiska strategier för kolesterolrelaterade sjukdomar," sa Lu.
