ОРІЄНТАЦІЯ НА ОДИН ФЕРМЕНТ МОЖЕ ЛІКУВАТИ РАК, ДІАБЕТ ТА ОЖИРІННЯ

Розкриття молекулярної акробатики ключового клітинного ферменту може призвести до нових методів лікування раку та метаболічних захворювань, таких як ожиріння та діабет.

Нещодавнє молекулярне відкриття має багато наслідків для лікування.

Клітинний фермент називається PI3KC2A, і хоча вчені знали, що він контролює багато важливих функцій клітини, вони залишаються невпевненими в детальних структурних механізмах.

Вони знали одне, що фермент контролює те, що відбувається в клітинних мембранах, коли вони отримують зовнішні сигнали.

Вони також знали, що він контролює, як сигнали впливають на життєво важливі процеси всередині клітини.

Ці процеси, серед іншого, регулюють, як клітини ростуть, діляться та диференціюються.

Тепер нова стаття, яка виходить у журналі Молекулярна клітина вперше описує, як клітинний фермент змінюється з неактивного стану всередині клітини на активний стан клітинної мембрани.

Дослідники з Фармакологічного інституту ім. Лейбніца-Форшунгсінга (FMP) у Берліні, Німеччина, разом із колегами з Женевського університету в Швейцарії вже деякий час досліджують PI3KC2A.

Їхня нова робота розкриває раніше невідомі факти про важливий клітинний механізм, який називається «поглинанням рецепторів». Порушення процесів, що залучають цей механізм, пов'язані з такими захворюваннями, як рак, діабет та інші метаболічні порушення.

Один із старших авторів дослідження, професор Фолькер Хоке, з FMP, каже, що їхні результати "можуть стати прямим об'єктом терапії".

Клітинні мембрани - це динамічні системи

Клітинні мембрани роблять набагато більше, ніж утримують вміст клітини разом. Якби це було все, що вони робили, вони були б не більше, ніж інертними шкурами; але при детальному розгляді виявляється, що це динамічні системи, які жорстко контролюють проходження хімічних речовин у клітину та з неї.

Структура клітинної мембрани була описана як "море ліпідів", що містить плаваючі скупчення білків, які контролюють "селективну проникність" мембрани.

Ліпіди, які є жироподібними молекулами, також беруть активну участь у процесі проникності. Вони функціонують як "молекулярні перемикачі" для каскадів хімічних сигналів, які включаються всередині клітин. Багато з цих каскадів контролюють такі основні функції, як ріст клітин, поділ та диференціація.

Ферменти, такі як PI3KC2A, повинні відігравати певну роль у виробництві ліпідів, які діють як молекулярні перемикачі. Тому пошук шляхів їх націлювання може призвести до появи наркотиків, які можуть втручатися в ці процеси.

Наприклад, диференціація клітин має вирішальне значення для утворення нових кровоносних судин, або ангіогенезу, який є ключовим етапом росту пухлини.

Поглинання рецептора

У попередній роботі вчені вже багато відкрили про структурну та клітинну біологію процесів, що включають PI3KC2A, включаючи його роль у засвоєнні рецепторів.

Наприклад, вони встановили, що ліганди, або зовнішні хімічні сигнали, що надходять з клітини, стимулюють фермент, зв'язуючись з поверхневими білками, які називаються рецепторами. Такі ліганди включають інсулін та фактори росту, які запускають сигнальні каскади всередині клітин.

Після активації PI3KC2A уможливлює процес, який називається ендоцитозом, при якому маленькі мішечки або міхурці несуть «зв’язані з лігандом рецептори» всередину клітини.

Потрапляючи всередину клітини, зв’язані з лігандом рецептори запускають сигнальні каскади, які контролюють найважливіші функції клітини.

Нове дослідження є важливим, оскільки воно виявляє детальні зміни, які зазнає PI3KC2A на кожному етапі цього процесу.

Активний фермент «розгортає руки»

Професор Хауке пояснює, що однією з речей, яку вони виявили, є те, що коли клітинний фермент, або кіназа, неактивний і відпочиває всередині клітини, він виглядає "згорнутим на вигляд, ніби обвив свої" руки "навколо себе".

Він та його колеги також виявили, що фермент стає активним лише тоді, коли два компоненти клітинної мембрани знаходяться в одному місці одночасно.

"Коли це трапляється, - каже він, - кіназа розгортає свої" руки ", і кожна" рука "зв'язується з одним із двох компонентів".

Через кілька секунд після цього процес розпочнеться. Фермент починає виробляти багато ліпідних сигнальних молекул, які потім ініціюють «поглинання активованих сигнальних рецепторів» у внутрішню клітину. У свою чергу, вони розпочали каскади, які регулюють ріст, поділ та диференціацію клітин.

Зараз команда планує визначити молекули-кандидати для розробників наркотиків, щоб їх можна було продовжувати.