Lorsque les oligo-éléments atteignent des niveaux toxiques, de mauvaises choses arrivent.

Les patients souffrant de la maladie d'Alzheimer et de la maladie de Parkinson présentent des niveaux de zinc et de fer significativement plus élevés dans leur cerveau que les patients en bonne santé. Les personnes atteintes d'un cancer du pancréas ont une quantité inhabituellement élevée d'un transporteur de zinc spécifique. Donc, contrôler ces niveaux pourrait être un plan d'attaque efficace contre ces maladies et d'autres, dit Jian Hu, Biochimiste de l'Université d'État du Michigan.

Hu et une équipe de scientifiques de MSU ont révélé une structure clé d'une machine moléculaire, un transporteur de zinc ZIP. La cartographie du noyau d'un ZIP bactérien - une autre première célébrée par le laboratoire de Hu - expose son cadre et ses mécanismes qui sont communs dans la famille ZIP consistant, qui comprend des milliers de transporteurs de métaux.

Le génome humain code un total de quatorze ZIP, et beaucoup d'entre eux sont associés à des maladies. La découverte, publié dans le numéro actuel de Avancées scientifiques , donne aux sociétés pharmaceutiques des objectifs pour tester de nouveaux médicaments.

"ZIP4 est surexprimé de manière aberrante dans les cellules cancéreuses du pancréas, mais il n'est pas présent dans le tissu pancréatique normal, " dit Hu. " Ceci, et sachant que les mutations ZIP4 conduisent également à une maladie génétique mortelle, fait de ZIP4 une cible médicamenteuse de choix qui pourrait éventuellement aider les patients souffrant de nombreuses maladies. »

La maladie génétique, Acrodermatite entéropathique, est une maladie rare mais mortelle causée par une grave carence en zinc. Une découverte antérieure du laboratoire de Hu a révélé l'extérieur de la structure de ZIP4, ou son domaine extracellulaire, qui fonctionne comme un accessoire qui rend la machine plus efficace.

"Mais sans connaître les informations structurelles du noyau, on ne sait pas exactement comment fonctionne l'accessoire, " a déclaré Hu. "Nous voyons maintenant que le domaine transmembranaire est le cœur de la machine qui conduit le transport du zinc."

La structure de l'équipe révèle un repli sans précédent pour les transporteurs membranaires, impliquant un mécanisme de transport unique.

« Cela distingue la famille ZIP de toute autre famille de transporteurs connue, " a dit Hu.

La résolution de la structure cristalline a également conduit à une découverte surprenante. L'examen de l'architecture moléculaire a révélé deux ions métalliques piégés à mi-chemin à travers la membrane, formant un centre métallique binucléaire.

"C'est assez inhabituel car il ressemble aux centres catalytiques de certaines métalloenzymes, mais apparemment les ZIP ne sont pas des enzymes, " Hu a dit. " Clarifier la fonction du centre de métal binucléaire est l'un de nos principaux objectifs dans les études futures. "

Hu a consacré une grande partie de sa carrière à l'étude du zinc et d'autres oligo-éléments, car ils sont essentiels à la vie. Le zinc est le deuxième oligo-élément le plus répandu derrière le fer. En déchiffrant comment le corps maintient des niveaux appropriés et en explorant les effets lorsque ces éléments se dérèglent, il espère débloquer les mécanismes des secrets humains ZIP dans leurs nombreux rôles critiques.

"À long terme, nous espérons que notre étude contribuera à la découverte des inhibiteurs ZIP pour le cancer du pancréas et d'autres maladies dévastatrices, " a dit Hu.