特定的氧化调节细胞功能

很长一段时间,过氧化氢已被视为危险的代谢物,可以通过氧化作用破坏细胞。然而,这并不是它唯一的细胞中的作用。德国癌症研究中心的科学家们已经发现它还传递特定的信号:酶叫做抗氧化蛋白的过氧化氢分子和自由使用它们来专门氧化其他蛋白质。过氧化氢从而调节,例如,有助改善炎症转录因子物损伤你的心脏的活动,因此控制重要的细胞功能。

双氧水(过氧化氢)是一种强氧化剂,用作漂白剂的头发和牙齿,伤口消毒。此外,体内过氧化氢也形成,例如细胞呼吸的代谢产物。它属于一组化学物质活性氧(ROS),科学家怀疑有破坏性影响细胞及其组件。例如,他们被认为发生过程中发挥作用,退化性疾病,甚至老化。身体细胞含有大量的酶叫做抗氧化蛋白,降低过氧化氢与一直认为作为保护所谓的危险的过氧化氢分子。

大约十年前,研究结果表明,事情没那么简单:“在大多数情况下,过氧化氢不是一个不受欢迎的产品,而是一个重要的化学信使,起着重要的作用在调节身体细胞的响应信号激素和生长因子等以外,”博士说德国癌症研究中心的托拜厄斯迪克(是,DKFZ)。“我们知道今天身体自身的过氧化氢对信号处理在一个健康的有机体是至关重要的。”H2O2 transmits signals by oxidizing specific proteins at particular sites, thereby alternatively turning them on or off. Dick and his co-workers have now been the first to show the molecular mechanisms behind this signaling through specific oxidation in human cells.

这种机制一直是神秘的科学家:信号分子需要具体行动。怎么小分子如过氧化氢,几乎没有比水分子(水),特别是氧化特定蛋白质而让其他的完全不受影响?和为什么相对少量的过氧化氢产生的信号不会立即被过氧化氢之前甚至可以抗氧化蛋白反应目标蛋白质吗?

迪克的研究小组已经表明,解决方案是简单和优雅。DKFZ研究者证明,过氧化氢是形成后立即被抗氧化蛋白。然而,接下来会发生什么,是一个惊奇的发现:用过氧化氢氧化抗氧化蛋白其他蛋白质。这意味着他们实际上捕捉过氧化氢,虽然不是为了防止其氧化效果而是有序的引导他们非常具体的目标。与小过氧化氢分子,可以明确交互与其他抗氧化蛋白的蛋白质。因此,他们能够目标和氧化其他蛋白质,以调节其功能。目标蛋白质的氧化蚀变只是暂时的,不会造成任何伤害。

研究人员用一个例子来证明机制:他们发现了转录因子STAT3,调节炎症过程,可以促进肿瘤的发展,作为一个著名的靶蛋白酶类。他们能够表明,酶类传送STAT3的过氧化氢的氧化作用。STAT3的氧化状态,反过来,决定如何有效转录因子调节基因活性。以前所有的假设相反,研究人员能够排除直接和自然氧化的可能性STAT3的免费的过氧化氢。

“肿瘤细胞产生大量的过氧化氢和使用氧化信号水平高于正常细胞为了推动自己的增长,“说Mirko Sobotta发表的第一作者。“现在我们已经确定了抗氧化蛋白作为特定的氧化关键球员,我们可以针对他们为了干扰癌症相关氧化信号。”

这项新研究不仅解决生物学的一个基本问题,但也揭示了一个新的癌症相关转录因子STAT3的监管水平。合作研究中心的研究项目是1036年1036年(SFB),追求研究基本DKFZ-ZMBH联盟内的细胞调节机制。