Zidentyfikowano cele molekularne uranu
Uran zubożony znajduje szerokie zastosowanie w przemyśle, w tym przemyśle zbrojeniowym. Wprawdzie nie jest silnie promieniotwórczy, jednak jego toksyczność chemiczna została dobrze udokumentowana w badaniach reaktywności jonów uranylowych na różnych modelach biologicznych. Wskazują one na tworzenie kompleksów z ważnymi ligandami i indukowanie stresu oksydacyjnego. Tym samym wyjaśnienie mechanizmów metabolizmu, homeostazy i toksyczności uranu u człowieka i w innych organizmach jest niezwykle ważne. Celem projektu MOTAUR (Molecular targets of uranium in some aquatic organisms) było opracowanie szeregu innowacyjnych metod analitycznych do wykrywania i oznaczania ilościowego rodników powstałych podczas oddziaływania jonów uranylowych z proteomem i metabolomem. Do tej pory większość badań in vitro jonów uranylowych dotyczyła wyizolowanych białek. Jednakże w projekcie MOTAUR badano oddziaływania uranu z białkami w obrębie układu, w tym oddziaływania białek z kompleksami jonów uranylowych. Wyniki wskazują, że jony uranylowe stanowią ligand wiążący białka surowicy, nie mając pojedynczej, określonej molekuły docelowej. Dlatego też dane proteomiczne scharakteryzowano pod kątem funkcji molekularnych i biologicznych obecnych białek, takich jak elementy kaskady krzepnięcia krwi, procesu mineralizacji i wiązania jonów metali. Oznaczano reaktywność białek z jonami uranylowymi i odkryto 32 białka wiążące inne białka i 34 podlegające oddziaływaniom z jonami. Te odkrycia znalazły potwierdzenie w danych literaturowych, które wskazują, że jony uranylowe mogą być wiązane zarówno w postaci anionowej jak i kationowej. Badacze zidentyfikowali też białka uczestniczące w homeostazie innych jonów, głównie wapniowych. Niektóre zawierają domeny bogate w kwas gammakarboksyglutaminowy o dużym powinowactwie do jonów wapniowych, które nie były wcześniej rozpatrywane jako molekuły docelowe jonów uranylowych w surowicy. W układach zależnych od jonów uranylowych wykryto osiem białek, o których wiadomo, że wiążą heparynę — ligand bogaty w siarczany i łatwo wiążący jony uranylowe. Dlatego też naukowcy przeanalizowali oddziaływania innych elementów surowicy, w tym wapnia, fosforu i magnezu, z białkami zależnymi od uranu. Rozbieżność wzorców białek wyizolowanych z surowicy bydlęcej i płodowej ukazała różne mechanizmy molekularne wiązania jonów uranylowych, potwierdzając tym samym użyteczność metody MOTAUR w przypadku różnych próbek surowicy.
Słowa kluczowe
Cele molekularne, uran, specjacja chemiczna, jony uranylowe, MOTAUR
