Oxidarea vizată controlează funcțiile celulelor
Peroxidul de hidrogen reglează activitatea unui factor de transcripție inflamatorie.
Publicat: 5 ianuarie 2015, 12:48
HEIDELBERG. Peroxidul de hidrogen nu este doar un produs metabolic care poate deteriora componentele celulare prin oxidare.
Oamenii de știință au aflat cum și molecula mică din celulă transmite în mod specific semnale: anumite enzime (peroxiredoxine) interceptează peroxidul de hidrogen liber și îl utilizează pentru a oxida alte proteine, așa cum a raportat Centrul German de Cercetare a Cancerului.
În acest fel, peroxidul de hidrogen reglează activitatea unui factor de transcripție care promovează inflamația și astfel controlează funcțiile celulare importante (Nature Chemical Biology 2015, 11: 64-70).
Peroxidul de hidrogen este produs în organism, printre altele ca produs metabolic al respirației celulare, este explicat în comunicare. Aparține grupului de specii reactive de oxigen (ROS), care au reputația de a deteriora celulele și componentele lor.
Se spune că sunt parțial responsabili de dezvoltarea cancerului, a bolilor degenerative și chiar a îmbătrânirii. Celulele corpului conțin cantități mari de enzime care degradează peroxidul de hidrogen, așa-numitele peroxiredoxine - ca protecție împotriva presupusului peroxid de hidrogen periculos, se presupunea anterior.
Dar apoi s-a dovedit că peroxidul de hidrogen nu este adesea deloc un subprodus nedorit, ci mai degrabă o substanță mesager care ajută la determinarea răspunsului celulelor corpului la semnale precum hormoni sau factori de creștere.
Transmite semnale prin oxidarea anumitor proteine în anumite puncte și astfel fie le pornește, fie le oprește. S-a arătat acum pentru prima dată cum funcționează această transmisie a semnalului prin oxidare țintită în celulele umane la nivel molecular.
Mecanismul a fost un mister de mult timp
Acest mecanism a fost mult timp considerat un mister pentru oamenii de știință: o moleculă care transmite semnalul trebuie să aibă un efect specific. Cum poate peroxidul de hidrogen, cu puțin mai mare decât o moleculă de apă, să oxideze anumite proteine într-un mod țintit, lăsându-le pe altele complet neatinse?
Și de ce cantitățile relativ mici de peroxid de hidrogen produse ca substanță semnal nu sunt interceptate imediat de peroxiredoxine înainte ca peroxidul de hidrogen să reacționeze cu proteinele țintă?
Peroxidul de hidrogen este interceptat de peroxiredoxine imediat după formarea sa. Peroxiredoxinele îl folosesc pentru a oxida alte proteine. Deci, ei acționează ca eliminatori ai moleculelor de peroxid de hidrogen pentru a-i direcționa către ținte specifice.
Spre deosebire de molecula de peroxid de hidrogen, peroxiredoxinele pot interacționa în mod specific cu alte proteine. În acest fel, ei sunt capabili să oxideze alte proteine într-o manieră țintită și astfel să-și controleze funcția. Modificarea oxidativă a proteinelor țintă este temporară și nu provoacă vătămări.
Cercetătorii au identificat factorul de transcripție STAT3 ca fiind proteina țintă a unei peroxiredoxine, care controlează procesele inflamatorii și poate promova dezvoltarea tumorilor. Peroxiredoxina transmite efectul oxidativ al peroxidului de hidrogen la STAT3. Starea de oxidare a STAT3 determină cât de eficient controlează factorul de transcripție activitatea genei.
O oxidare directă și spontană a STAT3 de peroxid de hidrogen liber ar putea fi exclusă. Celulele tumorale produc mai mult din ea și folosesc semnale oxidative mai mult decât celulele normale. Prin urmare, se poate interveni în astfel de semnale oxidative relevante pentru cancer, astfel încât comunicarea. (eb)