A célzott oxidáció vezérli a sejtek működését
A hidrogén-peroxid szabályozza a gyulladásos transzkripciós faktor aktivitását.
Publikálva: 2015. január 5, 12:48
HEIDELBERG. A hidrogén-peroxid nem csak egy metabolikus termék, amely oxidációval károsíthatja a sejtkomponenseket.
A tudósok megtudták, hogy a sejtben lévő kis molekula miként is továbbítja a jeleket: Bizonyos enzimek (peroxiredoxinok) elfogják a szabad hidrogén-peroxidot, és más fehérjék oxidálására használják fel, amint arról a német rákkutató központ beszámolt.
Ily módon a hidrogén-peroxid szabályozza a gyulladást elősegítő transzkripciós faktor aktivitását, és ezáltal ellenőrzi a fontos sejtfunkciókat (Nature Chemical Biology 2015, 11: 64-70).
A hidrogén-peroxid a szervezetben termelődik, többek között a sejtlégzés metabolikus termékeként - magyarázza a közlemény. A reaktív oxigénfajok (ROS) csoportjába tartozik, amelyek híresek a sejtek és komponenseik károsításáról.
Állítólag közösen felelősek a rák, a degeneratív betegségek és akár az öregedés kialakulásáért is. A testsejtek nagy mennyiségben tartalmaznak hidrogén-peroxid-lebontó enzimeket, úgynevezett peroxiredoxinokat - védelemként az állítólag veszélyes hidrogén-peroxid ellen, korábban feltételezték, hogy.
De aztán kiderült, hogy a hidrogén-peroxid gyakran egyáltalán nem nem kívánt melléktermék, sokkal inkább egy hírvivő anyag, amely segít meghatározni a testsejtek reakcióját olyan jelekre, mint a hormonok vagy a növekedési faktorok.
A jeleket bizonyos fehérjék bizonyos pontokon történő oxidálásával továbbítja, és így vagy be- vagy kikapcsolja őket. Most mutatták be először, hogy ez a jelátvitel miként működik molekuláris szinten az emberi sejtek célzott oxidációjával.
A mechanizmus hosszú ideje rejtély
A tudósok már régóta rejtélynek tekintik ezt a mechanizmust: a jelet továbbító molekulának konkrét hatással kell rendelkeznie. Hogyan képes a hidrogén-peroxid, amely alig nagyobb, mint egy vízmolekula, bizonyos fehérjéket célzottan oxidálni, de másokat teljesen érintetlenül hagyni?
És miért nem szünteti meg azonnal a szignálanyagként képződött viszonylag kis mennyiségű hidrogén-peroxidot a peroxiredoxinok, mielőtt a hidrogén-peroxid reagálhat a célfehérjékkel?
A hidrogén-peroxidot a peroxiredoxinok azonnal megkötik, miután kialakultak. A peroxiredoxinok más fehérjék oxidálására használják. Tehát a hidrogén-peroxid-molekulák megkötőjeként működnek, hogy meghatározott célpontok felé irányítsák őket.
A hidrogén-peroxid molekulával ellentétben a peroxiredoxinok specifikusan kölcsönhatásba léphetnek más fehérjékkel. Ily módon képesek más fehérjék célzott oxidálására és ezáltal a működésük szabályozására. A célfehérjék oxidatív változása átmeneti és nem okoz semmilyen kárt.
A kutatók a STAT3 transzkripciós faktort azonosították a peroxiredoxin célfehérjéjeként, amely szabályozza a gyulladásos folyamatokat és elősegítheti a daganatok kialakulását. A peroxiredoxin átadja a hidrogén-peroxid oxidatív hatását a STAT3-nak. A STAT3 oxidációs állapota határozza meg, hogy a transzkripciós faktor mennyire hatékonyan szabályozza a génaktivitást.
A STAT3 közvetlen és spontán oxidációja szabad hidrogén-peroxiddal kizárható. A daganatsejtek többet termelnek belőle, és oxidatív jeleket használnak, mint a normál sejtek. Ezért ily módon beavatkozhatunk a rák szempontjából releváns oxidatív jelekbe, így a kommunikáció. eb)