В статье, опубликованной журналом Cell, исследователи Университета Вандербильта впервые установили, что бром среди 92 природных химических элементов во Вселенной является 28-м элементом, необходимым для развития тканей у всех животных, от примитивных морских существ до людей. .«Без брома нет животных. Это открытие», — сказал Билли Хадсон, доктор философии, старший автор статьи и профессор медицины Эллиотта В. Ньюмана.Исследователи, возглавляемые соавторами Скоттом Макколлом, Кристофером Каммингсом, доктором философии, и Гаутамом (Джей) Бхейвом, доктором медицины, доктором философии, показали, что плодовые мухи погибали, когда бром был удален из их рациона, но выживали, когда бром был восстановлен.Это открытие имеет важное значение для болезней человека. «У нескольких групп пациентов… был обнаружен дефицит брома», — сказал Макколл, доктор медицинских наук. ученик.
Добавки брома могут улучшить здоровье пациентов, находящихся на диализе или полном парентеральном питании (ПП), например.Этот отчет является последним из серии знаковых статей группы Вандербильта, которые помогли определить, как каркасы коллагена IV поддерживают базальную мембрану всех тканей, включая фильтрующие элементы почек.
Хадсон сказал, что открытие брома началось 30 лет назад, когда он учился в Медицинской школе Канзасского университета.Интерес к двум редким заболеваниям почек привел в середине 1980-х к открытию двух ранее неизвестных белков, которые вращаются друг вокруг друга, образуя тройную спиральную молекулу коллагена IV, подобно тросам, поддерживающим мост. Заболевание возникает, когда эти кабели неисправны или повреждены.Хадсон переехал в Вандербильт в 2002 году.
В 2009 году коллеги под руководством Роберто Ванакоре, доктора философии, доцента медицины, сообщили в журнале Science об открытии новой сульфилиминной связи между атомом серы и атомом азота, которая действует как «скрепляющее средство» для соединения коллагена IV. молекулы, образующие каркас для клеток.Дефектная связь может вызвать синдром Гудпасчера редкого аутоиммунного заболевания. Заболевание названо в честь покойного патолога Вандербильта и бывшего декана медицинской школы Эрнеста Гудпастюра, доктора медицины, который был наиболее известен своим вкладом в разработку вакцин.
Это открытие привело к простому вопросу: как образуется связь?В 2012 году Бхаве, доцент медицины, Каммингс, ныне доктор наук, и Ванакор возглавили работу, которая нашла ответ — фермент пероксидазин.Пероксидазин, сохраненный во всем животном мире, также может принимать участие в заболеваниях.
Они сообщили в журнале Nature Chemical Biology, что сверхактивный фермент может привести к чрезмерному отложению коллагена IV и утолщению базальной мембраны, что может нарушить функцию почек.В текущем исследовании, в котором Ванакор и Андреа Пейдж-Маккоу, доктор философии, доцент кафедры клеточной биологии и биологии развития, также внесли свой вклад, ученые продемонстрировали уникальную и важную роль ионного бромида как «кофактора», позволяющего пероксидазин с образованием сульфилиминной связи.
Таким образом, химический элемент бром «необходим для развития животных и структуры тканей», — сообщают они.