Ο ίκτερος προκαλείται από περίσσεια χολερυθρίνης (BR). Η BR είναι επίσης ένα ισχυρό αντιοξειδωτικό, το οποίο σε φυσιολογικά επίπεδα προστατεύει τα κύτταρα από ελεύθερες ρίζες οξυγόνου. Η παραγωγή της BR στο σώμα περικλειόταν από αβεβαιότητα.
Τώρα, μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Οσάκα πιστεύει ότι έχει την απάντηση. Η BR είναι ήδη γνωστό ότι παράγεται από την χολοπρασίνη (biliverdin, BV), από το ένζυμο αναγωγάση της χολοπρασίνης (BVR). Το ένζυμο αναδιπλώνεται γύρω από την BV και μεταβιβάζει δύο άτομα υδρογόνου – ένα θετικά και ένα αρνητικά φορτισμένα – για να παραχθεί η BR. Ωστόσο, οι βιολόγοι δεν μπορούσαν να αποδείξουν ποιο μέρος του ενζύμου συμμετέχει στη διαδικασία ή από πού προέρχεται το θετικά φορτισμένο υδρογόνο. Τα ευρήματα πρόσφατα παρουσιάστηκαν στο Nature Communications.
«Προηγούμενες μελέτες χρησιμοποίησαν BVR από αρουραίους, και ποτέ μπορέσαμε να κρυσταλλώσουμε το ένζυμο αρκετά καλά για να καθορίσουμε πώς συνδέεται με την BV», λέει ο συγγραφέας της μελέτης Keiichi Fukuyama. «Συνειδητοποιήσαμε ότι το ίδιο ένζυμο στα βακτήρια Synechocystis είχε σχεδόν πανομοιότυπο σχήμα, αλλά ήταν πιο εύκολο να εξετασθεί με κρυσταλλογραφία ακτίνων-Χ» Προς έκπληξή τους, οι ερευνητές διαπίστωσαν την παρουσία δύο μορίων BV – το ένα επί του άλλου – στην ενεργό περιοχή, ακόμη και αν μόνο το ένα μετατρέπεται σε BR. Από τα δεδομένα ακτίνων Χ, προκύπτει για ποιους λόγους αυτό είναι απαραίτητο. Η πρώτη BV, λόγω του προσανατολισμού της για να λάβει το αρνητικά φορτισμένο υδρογόνο, δεν μπορεί να δεχθεί το θετικά φορτισμένο υδρογόνο απευθείας από το ένζυμο. Αντ ‘αυτού, η δεύτερη BV ενεργεί ως αγωγός υδρογόνου να πραγματοποιηθεί η διαδικασία, χωρίς το ίδιο να μετατρέπεται σε BR.
Από τη δομή, οι ερευνητές προτείνουν από ποια από τα 328 αμινοξέα του ενζύμου παρέχεται το θετικά φορτισμένο υδρογόνο. Στη συνέχεια, εκτέλεσαν πειράματα στα οποία τα ένζυμα μεταλλάχθηκαν σε μορφές όπου τα σχετικά αμινοξέα είχαν απομακρυνθεί, ενώ αφέθηκαν άθικτα τα υπόλοιπα. Τα προκύπτοντα ένζυμα, είτε από βακτήρια, αρουραίους, ή ανθρώπους, ήταν ουσιαστικά αδύνατο να παράγουν BR. Περαιτέρω πειράματα επιβεβαίωσαν ότι τα ένζυμα τόσο του αρουραίου όσο και του ανθρώπου χρησιμοποιούν επίσης δύο μόρια BV, ακριβώς όπως στα βακτήρια. «Τέτοιο τακτοποιημένο στοίβαγμα των δύο μορίων υποστρώματος κατά τη διάρκεια ενζυματικών διεργασιών είναι πολύ σπάνιο,» λέει ο Fukuyama. «Η καλύτερη κατανόηση της παραγωγής BR δεν είναι απλά συναρπαστική για τη βιοχημεία, αλλά θα μας βοηθήσει να αναπτύξουμε φάρμακα για νόσους που χαρακτηρίζονται από σοβαρό ίκτερο από την υπερβολική BR, όπως η ηπατίτιδα».