Такая насосная деятельность требует энергии – большого количества энергии – который прибывает из двухступенчатого раскола богатой энергией молекулы под названием ATP. На самом деле Ca2 +-ATPases и связанные насосы иона, такие как насос калия натрия (На +, K +-ATPase) тратят приблизительно одну треть ATP, поглощенной в теле и до 75% в мозгу, так как эти большие градиенты концентрации иона стимулируют столько других процессов в клетке, на самом деле весьма схожей с электроэнергией батареи.
В результате их огромной важности деятельность, которой ослабляют, насосов иона – такого как мутациями или токсичными комплексами, запрещающими их – связана с болезнями. Противоположно, насосы иона могут являться целью медицинских наркотиков, чтобы облегчить ионную неустойчивость, связанную с болезнью, или они могут быть предназначены в раковых клетках или патогенных организмах, которые тогда умирают. Поэтому очень важно знать, как они работают на атомном уровне.
Чтобы получить такое понимание, исследовательская группа использовала кристаллографию рентгена, кристаллизовав насос кальция в государстве, которое подражает последнему шагу ATP, раскалывающей реакцию. В этом государстве phosphoenzyme средний продукт расколот, чтобы освободить бесплатный фосфат как конечный продукт реакции АТФазы, и после того, как кальций был выпущен в sarco-endoplasmic магазин сеточки.Этому шагу тесно подражает vanadate, где атом фосфора заменен ванадием и поэтому производит стабильный комплекс вместо недолгого переходного состояния.
Как это очень точное представление на то, как фермент стабилизирует переходное состояние и катализирует заключительный шаг реакции раскола ATP, становится доступным для подробного анализа.Этот вид понимания имеет ключевое значение для нашего понимания клеточных процессов здоровья и болезни на молекулярном уровне. Насосы кальция глубоко вовлечены в деятельность мышцы, такой как сердце, и поэтому их считают важными целями развития новых лекарств от сердечно-сосудистых заболеваний. Насосы кальция также связаны с метаболизмом и потреблением энергии в целом и поэтому обычно связываются со здоровьем.
Два первых автора на бумаге теперь шли дальше к новому исследованию изобретения лекарства в датской компании биотехнологии Pcovery (Джоханнс Клэюзн), и как адъюнкт-профессор в Оксфордском университете (Maike Bublitz), соответственно.