Sebuah studi yang baru diterbitkan dari RPTU Kaiserslautern-Landau mengungkapkan bahwa satu gugus besi-belerang sangat penting untuk perakitan ribosom yang tepat di dalam sel. Penemuan ini secara signifikan meningkatkan pemahaman kita tentang peran ion logam dalam produksi protein dan fungsi seluler. Temuan yang dipublikasikan dalam Proceedings of the National Academy of Sciences ini menunjukkan bahwa gangguan pada cluster ini secara langsung merusak fungsi ribosom, sehingga menghentikan sintesis protein.
Ribosom dan Peran Ion Logam
Ribosom adalah mesin seluler yang bertanggung jawab untuk menciptakan protein, tenaga kerja kehidupan. Ion logam, khususnya besi, memainkan peran penting dalam berbagai proses biologis, termasuk produksi energi dan perbaikan DNA. Para peneliti di RPTU kini telah mengidentifikasi bahwa gugus besi-belerang tertentu sangat penting untuk perakitan ribosom itu sendiri.
Protein Mak16 dan Gugus Besi-Belerangnya
Studi ini berfokus pada protein Mak16, komponen kunci dalam produksi ribosom. Para peneliti menemukan bahwa Mak16 stabil dan berfungsi dengan benar hanya jika mengandung gugus besi-belerang [4Fe-4S]—struktur yang terdiri dari empat atom besi dan empat atom belerang yang disusun dalam pola kubik. Tanpa cluster ini, produksi ribosom akan terganggu seluruhnya.
Cara Kerja Klaster
Mak16 berisi kantong yang dirancang untuk menahan cluster [4Fe-4S] di tempatnya, distabilkan oleh empat asam amino sistein. Tim peneliti membuat versi Mak16 yang dimodifikasi—satu dengan cluster utuh, dan satu lagi tanpa cluster—untuk menunjukkan pentingnya cluster. Dengan menggunakan teknik yang disebut imunopresipitasi, mereka menunjukkan bahwa hanya versi utuh yang dapat mengikat protein pasangannya, Rpf1.
Akibat Tidak Adanya Cluster
Ketika cluster hilang, ribosom gagal berkumpul dengan benar. Eksperimen sel ragi mengkonfirmasi bahwa produksi rRNA dan pematangan ribosom bergantung langsung pada keberadaan cluster [4Fe-4S] di Mak16.
Memvalidasi Identitas Klaster
Para peneliti menggunakan teknik spektroskopi canggih untuk mengkonfirmasi komposisi cluster. Spektroskopi resonansi putaran elektron (EPR) mengungkap keberadaan ion besi, sedangkan spektroskopi Mössbauer secara tepat menganalisis bagaimana atom besi terikat dalam struktur protein.
Sensitivitas Cluster dan Stres Seluler
Cluster [4Fe-4S] sangat sensitif terhadap stres oksidatif. Jika hancur, produksi ribosom terhenti. Hal ini menunjukkan bahwa cluster juga bertindak sebagai sensor, memberi sinyal kepada sel ketika produksi protein perlu dikurangi.
Implikasi terhadap Biologi Sel
Penemuan ini memperluas pemahaman kita tentang bagaimana sel mengontrol produksi protein dan merespons stres. Gangguan pada proses ini dapat menyebabkan masalah pada sintesis protein atau fungsi sel. Penelitian ini menyoroti peran penting ion logam dalam proses seluler mendasar
