CILJANJE JEDNOG ENZIMA MOŽE LIJEČITI RAK, DIJABETES I PRETILOST

Otkrivanje molekularnih akrobacija ključnog enzima stanica moglo bi dovesti do novih tretmana karcinoma i metaboličkih bolesti poput pretilosti i dijabetesa.

Nedavno molekularno otkriće ima puno implikacija na liječenje.

Stanični enzim naziva se PI3KC2A, i premda su znanstvenici znali da kontrolira mnoge ključne stanične funkcije, ostali su nesigurni u detaljne strukturne mehanizme.

Jedno su znali da enzim kontrolira ono što se događa na staničnim membranama kad primaju vanjske signale.

Također su znali da kontrolira kako signali utječu na vitalne procese unutar stanice.

Ti procesi, između ostalog, reguliraju kako stanice rastu, dijele se i razlikuju.

Sad je novi članak koji se pojavljuje u časopisu Molekularna stanica prvi put opisuje kako se enzim stanice mijenja iz neaktivnog stanja unutar stanice u aktivno stanje u staničnoj membrani.

Istraživači iz Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) u Berlinu u Njemačkoj, zajedno s kolegama sa Sveučilišta u Ženevi u Švicarskoj, već neko vrijeme istražuju PI3KC2A.

Njihov novi rad otkriva ranije nepoznate činjenice o ključnom staničnom mehanizmu nazvanom "unos receptora". Prekidi procesa koji uključuju ovaj mehanizam upleteni su u bolesti poput raka, dijabetesa i drugih metaboličkih poremećaja.

Jedan od starijih autora studije, prof. Volker Haucke, iz FMP-a, kaže da njihova otkrića "mogu pružiti izravnu metu za terapije".

Stanične membrane su dinamički sustavi

Stanične membrane čine puno više od držanja staničnog sadržaja na okupu. Da je to sve što su radili, ne bi bile ništa više od inertne kože; ali pažljiviji pogled otkriva da su to dinamični sustavi koji strogo kontroliraju prolazak kemikalija u i iz stanice.

Struktura stanične membrane opisana je kao „more lipida“ koje sadrži plutajuće nakupine proteina koji kontroliraju „selektivnu propusnost“ membrane.

Lipidi, molekule slične masti, također su aktivni u procesu propusnosti. Oni funkcioniraju kao "molekularni prekidači" za kaskade kemijskih signala koji se uključuju unutar stanica. Mnoge od ovih kaskada kontroliraju bitne funkcije poput rasta stanica, diobe i diferencijacije.

Enzimi poput PI3KC2A moraju igrati ulogu u proizvodnji lipida koji djeluju kao molekularni prekidači. Stoga bi pronalaženje načina za njihovo ciljanje moglo dovesti do lijekova koji mogu intervenirati u tim procesima.

Na primjer, stanična je diferencijacija presudna za stvaranje novih krvnih žila, odnosno angiogenezu, što je ključni korak u rastu tumora.

Primanje receptora

U prethodnom su radu znanstvenici već otkrili mnogo o strukturnoj i staničnoj biologiji procesa koji uključuju PI3KC2A, uključujući njegovu ulogu u upijanju receptora.

Utvrdili su, na primjer, da ligandi ili vanjski kemijski signali, izvana stanice, stimuliraju enzim vezanjem na površinske proteine koji se nazivaju receptori. Takvi ligandi uključuju inzulin i čimbenike rasta koji pokreću signalne kaskade unutar stanica.

Jednom aktiviran, PI3KC2A omogućuje proces koji se naziva endocitoza u kojem male vrećice ili mjehurići nose "receptore povezane s ligandom" u staničnu unutrašnjost.

Jednom u stanici, receptori vezani za ligand pokreću signalne kaskade koje kontroliraju ključne funkcije stanice.

Nova je studija značajna jer otkriva detaljne promjene koje PI3KC2A prolazi u svakom koraku ovog postupka.

Aktivni enzim 'raširuje ruke'

Profesor Haucke objašnjava da je jedna od stvari koju su otkrili jest da kada je stanični enzim, ili kinaza, neaktivan i odmara se u stanici, čini se "smotanim, izgleda kao da je svoje ruke" omotao "."

On i njegovi kolege također su otkrili da enzim postaje aktivan samo kad su dvije komponente stanične membrane istovremeno na istom mjestu.

"Kad se to dogodi", kaže on, "kinaza raširi svoje" krakove ", a svaka se" ruka "veže za jednu od dvije komponente."

Nekoliko sekundi nakon ovoga postupak će započeti. Enzim počinje stvarati puno lipidnih signalnih molekula koje zatim pokreću "usvajanje aktiviranih signalnih receptora" u unutrašnjost stanice. Zauzvrat su pokrenuli kaskade koje reguliraju rast, diobu i diferencijaciju stanica.

Tim sada planira identificirati molekule kandidate za programere lijekova kako bi nastavili dalje.