Alimlər beyindəki fermentin gözlənilməz xüsusiyyətini aşkar ediblər: O, öz üzərində şəkər zənciri yaradır - ARAŞDIRMA

Uzun illər tanınan beyin fermenti özünü söndürüb yenidən aktivləşdirə bilir

Yaponiyanın Nagoya Universietinin alimləri təsadüfi bir kəşf nəticəsində beynin inkişafı üçün mühüm əhəmiyyət daşıyan fermentlərdən birinin əvvəllər məlum olmayan xüsusiyyətini aşkar ediblər.

Journal of Biological Chemistry jurnalında dərc olunan araşdırma göstərir ki, ST8Sia5L adlı ferment:

• öz üzərində xüsusi şəkər zənciri yaradır;
• bunun nəticəsində fəaliyyəti dayanır;
• hüceyrədən xaricə ifraz olunur;
• şəkər zənciri çıxarıldıqdan sonra isə yenidən aktivləşir.

Bu kəşf polisial turşusunun (polysialic acid) necə əmələ gəldiyi barədə onilliklərdir qəbul edilən təsəvvürləri dəyişdirir.

Beyin şəkər zəncirləri ilə örtülüdür

İnsan beynində hüceyrələrin səthi müxtəlif şəkər zəncirləri (qlikanlar) ilə örtülüdür. Bu molekullar:

• hüceyrələrarası əlaqəni tənzimləyir;
• sinir sisteminin inkişafına kömək edir;
• öyrənmə və yaddaş proseslərində iştirak edir.

Onların ən vaciblərindən biri polisial turşusudur.Bu uzun şəkər zənciri sinir hüceyrələrinin bir-birinə həddindən artıq yapışmasının qarşısını alır və neyronların inkişafını dəstəkləyir.

Alimlər yalnız iki fermentin buna cavabdeh olduğunu düşünürdülər

İndiyə qədər hesab olunurdu ki, beyində polisial turşusu yalnız iki ferment tərəfindən sintez edilir:

• ST8Sia2
• ST8Sia4

Lakin yeni araşdırma üçüncü fermentin də bu prosesdə iştirak etdiyini göstərib. Bu ferment ST8Sia5 adlanır.

Təsadüfi kəşf

ST8Sia5 ilk dəfə 1996-cı ildə aşkar edilmişdi. Alimlər onun yalnız qanqliozid adlanan yağ tərkibli beyin molekullarının sintezində iştirak etdiyini düşünürdülər. Lakin araşdırma zamanı məlum olub ki, fermentin ən uzun forması olan ST8Sia5L polisial turşusu yarada bilir. Araşdırmanın əsas müəllifi Fumiya Sakamotonun sözlərinə görə:
“Üçüncü fermentin də polisial turşusu sintez etdiyini aşkar etdik. Amma maraqlısı budur ki, o bunu yalnız öz üzərində edir.”

Ferment özünü necə idarə edir?

Araşdırma dörd mühüm mexanizmi üzə çıxarıb.

1. Ferment öz “söndürmə düyməsini” özü yaradır Əksər hallarda fermentlərin aktivliyini başqa molekullar tənzimləyir. ST8Sia5L isə polisial turşusu zəncirini öz səthinə əlavə edir. Bu proses “autopolisialilləşmə” adlanır.

2. Şəkər zənciri fermenti söndürür

Polisial turşusu fermentin fəaliyyətini tamamilə dayandırır. Bu, alimlər üçün sürpriz olub, çünki əvvəllər bu şəkər zəncirinin ferment aktivliyini tənzimlədiyi bilinmirdi.

3. Sonra ferment hüceyrədən xaric olunur

Ferment polisial turşusu ilə örtüldükdən sonra xüsusi fermentlər tərəfindən hüceyrə membranından ayrılır və hüceyrədən kənara buraxılır. Yəni şəkər örtüyü həm fermenti söndürür, həm də onun ifraz olunmasına səbəb olur.

4. Hüceyrədən kənarda yenidən aktivləşir

Alimlər göstəriblər ki, polisial turşusu çıxarıldıqda ferment yenidən fəaliyyətə başlayır.

Bu proses:

• iltihab zamanı,
• stress zamanı  ifraz olunan sialidaza fermentləri vasitəsilə baş verə bilər. Ən maraqlısı isə budur ki, ferment yenidən aktivləşmək üçün hüceyrənin içinə qayıtmır.

Bu kəşf niyə vacibdir?

Araşdırma yalnız bir ferment haqqında yeni məlumat vermir. O, biologiyada əsas qəbul edilmiş fikirlərdən birini də sual altına qoyur. Professor Ken Kitacima qeyd edir ki, şəkər zəncirlərinin molekullara əlavə olunması prosesinin yalnız hüceyrə daxilində baş verdiyi düşünülürdü. Yeni nəticələr isə göstərir ki, bu dəyişikliklər hüceyrədən kənarda da baş verə bilər.

Şizofreniya və beyin immuniteti ilə əlaqə ola bilər

Alimlər hesab edirlər ki, bu ferment:

• beynin immun hüceyrələri olan mikroqliyanın fəaliyyətini tənzimləyə bilər;
• iltihabi proseslərdə rol oynaya bilər;
• şizofreniya ilə əlaqəli mexanizmlərin araşdırılmasında mühüm açar ola bilər.

Çünki əvvəlki tədqiqatlarda polisial turşusu pozuntuları ilə Schizophrenia arasında əlaqə müşahidə olunub.

Növbəti mərhələ

Hazırda alimlər ST8Sia5 geni deaktiv edilmiş siçan modelləri hazırlayırlar.

Məqsəd:

• fermentin beyindəki real funksiyasını müəyyən etmək;
• onun nevroloji xəstəliklərdə rolunu araşdırmaq;
• hüceyrədən kənarda baş verən yeni bioloji mexanizmləri daha dərindən öyrənməkdir.

Bu kəşf göstərir ki, hətta onilliklərdir öyrənilən fermentlər belə hələ də elm üçün gözlənilməz sirrlər daşıya bilər.

Mənbə:phys.org