Quando gli oligoelementi raggiungono livelli tossici, accadono cose brutte.

I pazienti affetti da Alzheimer e morbo di Parkinson ospitano livelli significativamente più elevati di zinco e ferro nel cervello rispetto ai pazienti sani. Quelli con cancro al pancreas hanno una quantità insolitamente elevata di uno specifico trasportatore di zinco. Così, controllare quei livelli potrebbe essere un efficace piano di attacco contro queste e altre malattie, ha detto Jian Hu, Biochimico della Michigan State University.

Hu e un team di scienziati della MSU hanno rivelato una struttura chiave di una macchina molecolare, un trasportatore di zinco ZIP. La mappatura del nucleo di uno ZIP batterico - un altro celebrato primato dal laboratorio di Hu - espone la sua struttura e i meccanismi che sono comuni nella famiglia ZIP che consiste, che comprende migliaia di trasportatori di metalli.

Il genoma umano codifica un totale di quattordici ZIP, e molti di loro sono associati a malattie. La scoperta, pubblicato nell'attuale numero di Progressi scientifici , offre alle aziende farmaceutiche obiettivi per testare nuovi farmaci.

"ZIP4 è sovraespresso in modo anomalo nelle cellule del cancro del pancreas, ma non è presente nel normale tessuto pancreatico, " Hu ha detto. "Questo, e sapendo che le mutazioni ZIP4 portano anche a una malattia genetica letale, rende ZIP4 un obiettivo farmacologico primario che potrebbe aiutare i pazienti affetti da molte malattie".

Il disturbo genetico, Acrodermatite enteropatica, è una condizione rara ma letale causata da una grave carenza di zinco. Una precedente scoperta del laboratorio di Hu ha rivelato l'esterno della struttura di ZIP4, o il suo dominio extracellulare, che funziona come un accessorio che rende il macchinario più efficiente.

"Ma senza conoscere le informazioni strutturali del nucleo, non sappiamo esattamente come funziona l'accessorio, Hu ha detto. "Ora vediamo che il dominio transmembrana è il nucleo della macchina che conduce il trasporto dello zinco".

La struttura del team rivela una piega senza precedenti per i trasportatori di membrana, implicando un meccanismo di trasporto unico.

"Questo distingue la famiglia ZIP da qualsiasi altra famiglia di trasportatori conosciuta, "Ha detto Hu.

Anche la risoluzione della struttura cristallina ha portato a una scoperta a sorpresa. L'esame dell'architettura molecolare ha rivelato due ioni metallici intrappolati a metà della membrana, formando un centro metallico binucleare.

"È abbastanza insolito perché assomiglia ai centri catalitici di alcuni metalloenzimi, ma a quanto pare le ZIP non sono enzimi, Hu ha detto. "Chiarire la funzione del centro metallico binucleare è uno dei nostri obiettivi primari negli studi futuri".

Hu ha dedicato gran parte della sua carriera allo studio dello zinco e di altri oligoelementi, in quanto essenziali per la vita. Lo zinco è il secondo oligoelemento più comune dopo il ferro. Decifrando come il corpo mantiene i livelli corretti ed esplorando gli effetti quando quegli elementi vanno male, spera di sbloccare i meccanismi dei segreti degli ZIP umani nei loro molti ruoli critici.

"A lungo termine, speriamo che il nostro studio contribuisca alla scoperta degli inibitori ZIP per il cancro del pancreas e altre malattie devastanti, "Ha detto Hu.