Kaliforniya Üniversitesi, Irvine’deki araştırmacılar, retinanın kritik ışık emici molekülü olan 11-sis-retinalin üretiminde insanlar ve böcekler arasında derin benzerlikler ve şaşırtıcı farklılıklar keşfettiler. Bulgular, özellikle Leber konjenital amaurosis gibi yıkıcı bir çocukluk körlük hastalığına neden olan RPE65 enzimindeki mutasyonların retinal hastalıkların nasıl oluşturduğu konusundaki anlayışı derinleştiriyor.
Çalışma için, yakın zamanda Nature Chemical Biology dergisinde çevrimiçi olarak yayınlanan bir araştırma, ekip, insanlarda bulunan RPE65 proteiniyle benzer şekilde işlev gören böceklerde bulunan NinaB adlı bir proteinin X-ışını kristalografi yöntemini kullanarak inceledi. Her ikisi de 11-sis-retinalin sentezi için önemlidir ve bunların yokluğu ciddi görme bozukluklarına neden olur.
Fizyoloji ve biyofizik ile oftalmoloji alanında yardımcı doçent Philip Kiser, “Çalışmamız, insan ve böcek görüşü hakkındaki geleneksel varsayımları sorguluyor” dedi. “Bu enzimlerin ortak bir evrimsel kökene ve üç boyutlu bir yapıya sahip olduklarını, ancak 11-sis-retinali nasıl ürettiklerinin farklı olduğunu bulduk.”
11-sis-retinalin oluşturulması, havuç veya kabak gibi beta-karoten içeren gıdaların tüketimiyle başlar. Bu besin maddeleri, NinaB ve RPE65 dahil olan karotenoid bölme enzimleri tarafından metabolize edilir. Daha önce biliniyordu ki insanlar, beta-karotenin 11-sis-retinali üretmek için iki enzime ihtiyaç duyarlar, oysa böcekler sadece NinaB ile dönüşümü gerçekleştirebilirler. NinaB’nin bu iki adımı tek bir reaksiyonda nasıl birleştirebildiği ve NinaB ve RPE65 arasındaki fonksiyonel ilişkilerin anlaşılması çalışmanın temel motivasyonunu oluşturdu.
Kiser’ın UCI Görsel Araştırmaları Merkezi’ndeki laboratuvarında lisansüstü öğrencisi olan baş yazar Yasmeen Solano, “Yapısal olarak, bu enzimler birbirine çok benzer, ancak faaliyetlerini gerçekleştirdikleri konumlar farklıdır” dedi. “NinaB yapısının önemli özelliklerini anlamak, retinal görsel pigmentlerin işlevini desteklemek için gereken katalitik mekanizmanın daha iyi anlaşılmasına yol açtı. NinaB’nin çalışmamızı sayesinde, daha önce çözülememiş bir RPE65 bölümünün yapısını öğrenme şansı bulduk. Bu keşif, RPE65’deki fonksiyon kaybı mutasyonlarını anlamak ve ele almak için hayati öneme sahiptir.”
Diğer ekip üyeleri arasında Kiser laboratuvarındaki bir kıdemli uzman olan Michael Everett ve o zamanlar biyoloji lisans öğrencisi olan Kelly Dang ve Jude Abueg bulunuyordu.
Bu çalışma, Ulusal Bilim Vakfı tarafından CHE-2107713 hibe numarasıyla desteklendi, Veteranlar İşleri Bakanlığı tarafından BX004939 hibe numarasıyla desteklendi ve Ulusal Sağlık Enstitüleri tarafından EY034519-01S1 hibe numarasıyla desteklendi.