Цільове окислення контролює функції клітин
Перекис водню регулює активність фактора запальної транскрипції.
Опубліковано: 5 січня 2015 р., 12:48 вечора
ГАЙДЕЛБЕРГ. Перекис водню - це не просто продукт метаболізму, який може пошкодити компоненти клітин шляхом окислення.
Вчені з'ясували, як невелика молекула в клітині також спеціально передає сигнали: певні ферменти (пероксиредоксини) перехоплюють вільну пероксид водню і використовують її для окислення інших білків, як повідомляє Німецький центр дослідження раку.
Таким чином, перекис водню регулює активність фактора транскрипції, що стимулює запалення, і таким чином контролює важливі функції клітин (Nature Chemical Biology 2015, 11: 64-70).
У повідомленні пояснюється, зокрема, перекис водню, що виробляється в організмі, серед іншого як продукт метаболізму клітинного дихання. Він належить до групи активних форм кисню (АФК), які мають репутацію пошкоджуючих клітин та їх компонентів.
Кажуть, що вони частково відповідають за розвиток раку, дегенеративних захворювань і навіть старіння. Клітини тіла містять велику кількість ферментів, які розщеплюють перекис водню, так звані пероксиредоксини - як захист від нібито небезпечної перекису водню, раніше передбачалося.
Але потім виявилося, що перекис водню часто зовсім не є небажаним побічним продуктом, а швидше речовиною, що передає, що допомагає визначити реакцію клітин організму на сигнали, такі як гормони або фактори росту.
Він передає сигнали, окислюючи певні білки в певних точках і таким чином або вмикаючи або вимикаючи їх. Зараз вперше показано, як ця передача сигналу працює шляхом цілеспрямованого окислення в клітинах людини на молекулярному рівні.
Механізм давно був загадкою
Вчені давно вважають цей механізм загадкою: молекула, що передає сигнал, повинна мати певний ефект. Як може пероксид водню, ледве більший за молекулу води, цілеспрямовано окислювати певні білки, але залишати інші абсолютно недоторканими?
І чому відносно невеликі кількості перекису водню, що утворюються як сигнальна речовина, не відразу перехоплюються пероксиредоксинами, перш ніж пероксид водню може вступити в реакцію з білками-мішенями?
Перекис водню перехоплюється пероксиредоксинами відразу після його утворення. Пероксиредоксини використовують його для окислення інших білків. Тому вони працюють як поглиначі молекул перекису водню, щоб направити їх до конкретних цілей.
На відміну від молекули перекису водню, пероксиредоксини можуть специфічно взаємодіяти з іншими білками. Таким чином, вони здатні цілеспрямовано окислювати інші білки і таким чином контролювати їх функцію. Окислювальні зміни цільових білків є тимчасовими і не завдають шкоди.
Дослідники визначили фактор транскрипції STAT3 як цільовий білок пероксиредоксину, який контролює запальні процеси і може сприяти розвитку пухлин. Пероксиредоксин передає окислювальну дію перекису водню на STAT3. Ступінь окиснення STAT3 визначає, наскільки ефективно фактор транскрипції контролює активність гена.
Можна виключити пряме і спонтанне окислення STAT3 вільною перекисом водню. Клітини пухлини виробляють більше його і використовують окислювальні сигнали більше, ніж звичайні клітини. Таким чином, можна втручатися у відповідні ракові окислювальні сигнали таким чином, тому спілкування. (eb)