חלבוני הממברנה המשחלפים נתרן במימן לרוחב הממברנה נקראים אנטיפורטרים (antiporters). חלבונים אלה מהווים משפחה שמורה אבולוציונית, המופיעה בכל ממלכות החיים, כי תפקידם - שימור ריכוז קבוע של נתרן ומימן בתאים - הכרחי לפעילות נכונה של חלבוני התא. מספר חלבונים בני משפחה זו באדם מהווים מטרה לפיתוח תרופות, מאחר שפגיעה בפעילותם גורמת לכשלים בפעילות הלב, ללחץ דם גבוה ואפילו לסרטן. בצמחים מעורבים חלבונים בני משפחה זו בעמידות למלח.

החלבון  NhaA של החיידק Escherichia coli  הפך למודל לקבוצה זו של חלבונים, כיוון שהמבנה המרחבי שלו נקבע, ומאפשר להבין את מנגנון הפעילות של המכונה המולקולרית הזו. אולם המידע המבני לגבי הקישור של הנתרן לחלבון חסר, ולכן נוצר "צוואר בקבוק" בהבנת הקשר בין המבנה והתפקוד.

אנו בחרנו לחקור את הקישור בין נתרן רדיואקטיבי (22Na)  לחלבון NhaA בשיטת SPA (scintillation proximity assay). בשיטה זו נקשר החלבון לגרגרים (beads), המשחררים אור בעת שהנתרן הרדיואקטיבי נקשר לחלבון. עוצמת האור הנפלט מתורגמת למידת קישור הנתרן.

כך גילינו:

1. החלבון NhaA  מותאם היטב לתפקידו כמשמר ריכוזי הנתרן והמימן בחיידקים כולל אלה הגורמים למחלות.
2. בנוסף לנתרן ומימן קושר החלבון את היסוד תליום Tl , עובדה חדשה ומעניינת לגבי מידת הסלקטיביות של החלבון.
3. החלבון NhaA מבוקר על ידי רמת החומציות (pH) בתא - תכונה המשותפת למשחלפים רבים. בקרה זו הינה הבסיס לפעולתו בשמירה של ריכוז המימנים בתא ובאברוני התא.

חומציות יתר מעכבת את קישור הנתרן לחלבון, אולם מצאנו שכמות מסוימת של קשירה אינה תלויה כלל ב-pH . ממצא זה הינו חדש לחלוטין וחשוב להבנת הבקרה של החלבון.

הבנת הבקרה של קישור נתרן\מימן ל NhaA ופעולתו של החלבון חשובה ליצירת מודל פעילות חדש למערכת השמורה המתקיימת בכל התאים מהחיידק לאדם . למידע זה השלכות לפיתוח תרופות במיקרים בהם המשחלף נפגם. לתוצאות אלה יש חשיבות גם בהתאמת צמחים לתנאי היובש הפוקדים אותנו.

קיראו את המאמר