ZACIELENIE NA JEDEN ENZýM BY MOHLO LIEČIŤ RAKOVINU, CUKROVKU A OBEZITU

Odkrytie molekulárnej akrobacie kľúčového bunkového enzýmu by mohlo viesť k novej liečbe rakoviny a metabolických chorôb, ako je obezita a cukrovka.

Nedávny molekulárny objav má veľa liečebných dôsledkov.

Bunkový enzým sa nazýva PI3KC2A a hoci vedci vedeli, že riadi mnoho rozhodujúcich bunkových funkcií, zostali si stále nie istí podrobnými štruktúrnymi mechanizmami.

Jedna vec, ktorú vedeli, bolo, že enzým riadi to, čo sa deje na bunkových membránach, keď dostávajú vonkajšie signály.

Vedeli tiež, že riadi to, ako signály ovplyvňujú životne dôležité procesy vo vnútri bunky.

Tieto procesy regulujú okrem iného aj to, ako bunky rastú, delia sa a rozlišujú.

Teraz nový príspevok, ktorý je uvedený v časopise Molekulárna bunka po prvýkrát popisuje, ako sa bunkový enzým mení z neaktívneho stavu vo vnútri bunky na aktívny stav v bunkovej membráne.

Vedci z Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) v Berlíne v Nemecku spolu s kolegami na univerzite v Ženeve vo Švajčiarsku už nejaký čas skúmajú PI3KC2A.

Ich nová práca odhaľuje predtým neznáme skutočnosti o rozhodujúcom mechanizme buniek, ktorý sa nazýva „príjem receptorov“. Porušenie procesov zahŕňajúcich tento mechanizmus sa podieľa na chorobách, ako je rakovina, cukrovka a iné metabolické poruchy.

Jeden z hlavných autorov štúdie, profesor Volker Haucke z FMP, tvrdí, že ich zistenia „môžu byť priamym cieľom terapií“.

Bunkové membrány sú dynamické systémy

Bunkové membrány dokážu oveľa viac, ako držať bunkový obsah pohromade. Keby to bolo všetko, čo robili, neboli by viac ako inertné kože; ale bližší pohľad odhalí, že sú to dynamické systémy, ktoré prísne riadia priechod chemikálií do a z bunky.

Štruktúra bunkovej membrány bola opísaná ako „more lipidov“ obsahujúce plávajúce zhluky proteínov, ktoré riadia „selektívnu permeabilitu“ membrány.

Lipidy, ktoré sú molekulami podobnými tukom, sú tiež aktívne v procese priepustnosti. Fungujú ako „molekulárne spínače“ pre kaskády chemických signálov, ktoré sa zapínajú vo vnútri buniek. Mnohé z týchto kaskád riadia základné funkcie, ako je bunkový rast, delenie a diferenciácia.

Pri produkcii lipidov, ktoré pôsobia ako molekulárne spínače, majú úlohu enzýmy, ako je PI3KC2A. Preto hľadanie spôsobov, ako ich zamerať, môže viesť k liekom, ktoré môžu do týchto procesov zasahovať.

Napríklad bunková diferenciácia je rozhodujúca pre tvorbu nových krvných ciev alebo angiogenézu, ktorá je kľúčovým krokom v raste nádoru.

Príjem receptora

V predchádzajúcej práci vedci už zistili veľa o štrukturálnej a bunkovej biológii procesov zahŕňajúcich PI3KC2A, vrátane jeho úlohy pri absorpcii receptorov.

Zistili napríklad, že ligandy alebo vonkajšie chemické signály z vonkajšej strany bunky stimulujú enzým väzbou na povrchové proteíny nazývané receptory. Takéto ligandy zahŕňajú inzulín a rastové faktory, ktoré spúšťajú signalizačné kaskády vo vnútri buniek.

Po aktivácii PI3KC2A umožňuje proces nazývaný endocytóza, pri ktorom malé vaky alebo vezikuly prenášajú „ligandovo viazané receptory“ do vnútra bunky.

Akonáhle sú vnútri bunky, receptory viazané na ligand spúšťajú signalizačné kaskády, ktoré riadia rozhodujúce funkcie bunky.

Nová štúdia je významná, pretože odhaľuje podrobné zmeny, ktorými PI3KC2A prechádza v každom kroku tohto procesu.

Aktívny enzým „rozvinie svoje ramená“

Profesor Haucke vysvetľuje, že jednou z vecí, ktoré objavili, je to, že keď je bunkový enzým alebo kináza neaktívny a odpočíva vo vnútri bunky, javí sa „zrolovaný a vyzerá, akoby si okolo seba ovinul svoje„ paže “.“

Spolu s kolegami tiež zistili, že enzým sa stáva aktívnym až vtedy, keď sú dve zložky bunkovej membrány na rovnakom mieste v rovnakom čase.

„Keď sa to stane,“ hovorí, „kináza rozvinie svoje„ ramená “a každé„ rameno “sa viaže na jednu z dvoch zložiek.“

Niekoľko sekúnd po tomto sa proces začne. Enzým začína vytvárať veľa lipidových signálnych molekúl, ktoré potom spúšťajú „absorpciu aktivovaných signálnych receptorov“ do vnútra bunky. Na oplátku spustili kaskády, ktoré regulujú bunkový rast, delenie a diferenciáciu.

Tím teraz plánuje identifikovať kandidátske molekuly pre vývojárov liekov, aby mohli ísť ďalej.