Целевото окисление контролира клетъчните функции
Водородният пероксид регулира активността на възпалителен транскрипционен фактор.
Публикувано: 5 януари 2015 г., 12:48 ч
ХАЙДЕЛБЕРГ. Водородният пероксид не е просто метаболитен продукт, който може да увреди клетъчните компоненти чрез окисляване.
Учените откриха как малката молекула в клетката също предава специфично сигнали: Някои ензими (пероксиредоксини) прихващат свободния водороден пероксид и го използват за окисляване на други протеини, както съобщава Германският център за изследване на рака.
По този начин водородният пероксид регулира активността на транскрипционен фактор, стимулиращ възпалението и по този начин контролира важни клетъчни функции (Nature Chemical Biology 2015, 11: 64-70).
В комуникацията се обяснява водородният пероксид, наред с други неща като метаболитен продукт на клетъчното дишане. Той принадлежи към групата на реактивните кислородни видове (ROS), които имат репутацията на увреждащи клетките и техните компоненти.
Твърди се, че те са отговорни за развитието на рак, дегенеративни заболявания и дори стареене. Клетките на тялото съдържат големи количества ензими, които разграждат водородния пероксид, така наречените пероксиредоксини - като защита срещу предполагаемо опасния водороден пероксид, по-рано се предполагаше.
Но след това се оказа, че водородният пероксид често изобщо не е нежелан страничен продукт, а по-скоро пратеник, който помага да се определи реакцията на телесните клетки на сигнали като хормони или растежни фактори.
Той предава сигнали, като окислява определени протеини в определени точки и по този начин или ги включва или изключва. Сега за първи път беше показано как това предаване на сигнала работи чрез целенасочено окисление в човешките клетки на молекулярно ниво.
Механизмът е загадка отдавна
Този механизъм отдавна се смята за загадка за учените: молекулата, предаваща сигнала, трябва да има специфичен ефект. Как може водородният пероксид, едва ли по-голям от водната молекула, да окислява определени протеини по целеви начин, като същевременно оставя други напълно недокоснати?
И защо относително малките количества водороден пероксид, произведени като сигнално вещество, не се улавят веднага от пероксиредоксините, преди водородният пероксид да реагира с целевите протеини?
Водородният пероксид се улавя от пероксиредоксините веднага след образуването му. Пероксиредоксините го използват за окисляване на други протеини. Така те работят като чистачи на молекулите на водородния прекис, за да ги насочат към конкретни цели.
За разлика от молекулата на водородния пероксид, пероксиредоксините могат да взаимодействат специфично с други протеини. По този начин те са в състояние да целенасочено окисляват други протеини и по този начин да контролират тяхната функция. Окислителната промяна в целевите протеини е временна и не причинява никакви щети.
Изследователите идентифицират транскрипционния фактор STAT3 като целевия протеин на пероксиредоксин, който контролира възпалителните процеси и може да насърчи развитието на тумори. Пероксиредоксинът предава окислителния ефект на водородния пероксид към STAT3. Степента на окисление на STAT3 определя колко ефективно транскрипционният фактор контролира генната активност.
Може да се изключи директно и спонтанно окисляване на STAT3 от свободен водороден прекис. Туморните клетки произвеждат повече от него и използват окислителни сигнали повече от нормалните клетки. Следователно, човек може да се намеси в съответните за рака окислителни сигнали по този начин, така че комуникацията. (eb)