Persamaan reaksi kimia yang bertanggung jawab dalam pembentukan agregat protein terkait penyakit seperti penyakit Alzheimer

Amiloid adalah agregat yang terdiri dari tumpukan ribuan protein yang terikat erat. Pembentukan mereka terlibat dalam beberapa gangguan luas, termasuk penyakit Alzheimer dan diabetes tipe II.

Di minggu ini Jurnal Fisika Kimia, oleh AIP Publishing, para ilmuwan melaporkan model matematika untuk pembentukan fibril amiloid. Model ini menyoroti bagaimana proses agregasi dapat terjadi secara katalitik, sesuatu yang sebelumnya tidak dipahami dengan baik.

Para peneliti menerapkan model mereka pada agregasi protein spesifik yang terkait dengan Alzheimer, Ab40.

Hasil menunjukkan inisiasi proses agregasi untuk Ab40 Fibril biasanya terjadi pada antarmuka, seperti dekat permukaan larutan cair atau dinding kaca tabung reaksi.

Hasil ini memiliki implikasi penting untuk interpretasi data laboratorium yang digunakan dalam studi penyakit Alzheimer dan penyakit lainnya.

Model ini terdiri dari seperangkat persamaan matematika, yang dikenal sebagai persamaan laju, yang menggambarkan bagaimana konsentrasi agregat protein berubah dari waktu ke waktu.

Setiap langkah reaksi dalam model ditunjukkan analog dengan reaksi yang melibatkan enzim. Peran enzim dimainkan oleh ujung atau sisi serat yang tumbuh atau, mungkin, permukaan bejana reaksi.

Para peneliti menemukan bentuk matematis dari model mereka terkait dengan persamaan Michaelis-Menten yang terkenal, pertama kali diterbitkan pada tahun 1913 untuk menggambarkan tingkat reaksi enzim.

Persamaan ini memiliki bentuk matematika yang jauh lebih sederhana daripada semua model sebelumnya yang digunakan untuk pembentukan amiloid dan memiliki keuntungan tambahan bahwa persamaan dapat diselesaikan dengan tangan, tanpa perlu simulasi komputer.

“Kami berharap metodologi yang dikembangkan dalam makalah ini akan mendukung upaya masa depan untuk memodelkan fenomena pembentukan amiloid baru,” kata co-penulis Alexander Dear.

Salah satu fitur utama dari solusi matematika yang ditemukan untuk persamaan tipe Michaelis-Menten adalah fenomena yang dikenal sebagai saturasi.

Ketika saturasi terjadi, situs katalitik menjadi terisi penuh pada konsentrasi protein tinggi. Dalam kasus studi Ab40, saturasi juga menunjukkan bahwa proses memulai agregasi melibatkan permukaan, seperti dinding tabung reaksi.

Sementara kesimpulan tidak secara langsung berlaku untuk tubuh itu sendiri, rekan penulis Tuomas Knowles mengatakan, “Pekerjaan ini akan menjadi pusat dalam memfasilitasi studi pembentukan amiloid di hadapan spesies lain yang ditemukan dalam cairan tubuh.”

Rekan penulis Sara Linse mengatakan, “Karya ini membawa analisis data eksperimental ke tingkat baru yang akan penting untuk menurunkan penghambat ampuh pembentukan amiloid.”

Referensi:

Material disediakan oleh Institut Fisika Amerika.

You may also like...

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.