Tim peneliti internasional telah mengidentifikasi protein baru yang secara khusus mengangkut enzim ke peroksisom. Mode aksinya luar biasa: beroperasi seperti pembalap relay.
Peroxisom dapat digambarkan sebagai vesikel kecil yang diisi dengan enzim yang ada di semua sel, dengan konsentrasi tinggi dalam sel hati. Mereka terlibat dalam berbagai reaksi metabolisme penting, termasuk pemecahan asam lemak dan pembentukan biomembran seperti selubung myelin dari serat saraf. Mereka juga membantu mendetoksifikasi sel dengan memecah hidrogen peroksida berbahaya.
Jika peroksisom tidak berfungsi dengan baik atau bahkan hilang, ini dapat menyebabkan konsekuensi serius, sebagaimana dicontohkan oleh penyakit spektrum Zellweger. Dalam gangguan herediter yang jarang ini, fungsi hati, ginjal, otak dan organ lainnya terganggu. Individu yang terkena bentuk parah biasanya hidup hanya selama beberapa bulan.
Meskipun banyak yang diketahui tentang peroksisom, pertanyaan -pertanyaan kunci tentang bagaimana tepatnya fungsi mereka masih belum terjawab. Profesor Bettina Warscheid, kepala Ketua Biokimia II di Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg, bekerja sama dengan timnya untuk menemukan jawaban. Timnya, bersama dengan mitra di AS dan Portugal, kini telah membuat penemuan baru dan menerbitkannya di jurnal Biologi Sel Alam.
Protein bertindak seperti pembalap relay
Pada dasarnya, ini adalah tentang cara peroksisom mengimpor enzim tertentu – tanpa enzim ini, mereka tidak akan dapat memecah asam lemak. Protein khusus yang disebut peroksin, atau PEX singkatnya, bertanggung jawab atas proses ini.
“Kami telah mengidentifikasi peroksin baru, PEX39, yang terlibat dalam impor enzim melalui mekanisme yang sebelumnya tidak diketahui,” kata Daniel Wendscheck, penulis pertama publikasi dan kandidat doktor dalam tim Bettina Warscheid. Penemuan ini luar biasa karena tidak ada satu pun peroksin manusia baru telah dijelaskan dalam 20 tahun terakhir.
Cara kerja PEX39 dapat dibandingkan dengan pembalap estafet: ia meraih enzim yang akan diangkut, membawa mereka seperti tongkat ke peroksisom dan meneruskannya ke pembalap berikutnya dari rantai impor di membran peroksisom.
Petunjuk pertama dari sel ragi
Sebenarnya, protein PEX39 bukanlah penemuan baru: keberadaannya telah diketahui sejak genom manusia diterjemahkan. Namun, sampai sekarang, tidak ada yang bisa mengatakan di mana di dalam tubuh ditemukan dan peran apa yang dimainkannya.
Tim Bettina Warscheid menemukan protein ini, yang hanya ada dalam jumlah yang sangat kecil dalam tubuh, melalui analisis spektrometri massa kompleks protein dari ragi.
'Berdasarkan analisis ini, kami menemukan indikasi pertama bahwa ia dapat memainkan peran dalam peroksisom,' kata Daniel Wendscheck. Buktinya akhirnya datang dengan mutan ragi yang direkayasa khusus yang tidak memiliki PEX39: itu tumbuh sangat buruk pada asam oleat sebagai sumber karbon – dan pada sel ragi, asam oleat dimetabolisme secara eksklusif dalam peroksisom. Banyak protein ragi hampir identik dengan yang ada pada manusia; Studi pada sel manusia kemudian mengkonfirmasi pentingnya PEX39 untuk impor enzim peroksisomal.
Kerja sama dengan para peneliti dari AS dan Portugal
Selain tim Bettina Warscheid, para peneliti berikut secara signifikan berkontribusi pada pekerjaan penelitian ini: Profesor Ralph J. DeBerardinis dan Dr Walter W. Chen dari Eugene McDermott Center for Human Growth and Development (AS) dan Profesor Jorge Azevedo dan Dr Tony Rodrigues dari University of Porto (Portugal).
Seperti apa langkah -langkah penelitian selanjutnya
Kelompok Bettina Warscheid akan terus menyelidiki PEX39. Hasilnya dapat membantu para ilmuwan untuk lebih menjelaskan pola penyakit yang kurang dipahami sampai sekarang.
Namun, pertama -tama, para peneliti Würzburg akan fokus pada penjelajahan mekanisme fungsional PEX39 yang baru ditemukan secara rinci di tingkat struktural. “Meskipun peroksisom ditemukan 70 tahun yang lalu, mereka masih memiliki banyak misteri,” kata profesor JMU. 'Tujuan kami adalah untuk menyelesaikan misteri ini menggunakan metode terbaru dari spektrometri massa resolusi tinggi dan analisis struktural.'
Publikasi
PEX39 memfasilitasi impor peroksisomal protein yang mengandung PTS2, biologi sel alam, 30 Juli 2025, doi: 10.1038/s41556-025-01711-z
