A rák kialakulása kulcsfontosságú metabolikus szabályozó mechanizmusai
A cukoranyagcseréhez elengedhetetlen és a sejtek szaporodásához és növekedéséhez szorosan kapcsolódó enzim, a piruvát-kináz szabályozás molekuláris részleteinek feltárása volt a célja annak a kutatásnak, amelyet Sevillai Egyetem professzora, Irene Díaz Moreno és a Ben-Gurion Egyetem professzora, Eyal Arbely által vezetett csapatok közötti együttműködésben végeztek, s amelyről, nemrég jelent meg egy cikk a PNAS tudományos folyóiratban.
A kutatók bemutatják, hogy az acetilezés (egy reverzibilis kémiai módosítás, amely finom sejtszabályozó mechanizmusként működik) hogyan befolyásolja a piruvát-kináz dinamikáját és működését. Normális sejtekben ezek a markerek lehetővé teszik az anyagcsere pontos beállítását a sejtek környezeti feltételeinek megfelelően. Patológiás helyzetekben, például rák esetén azonban ennek a szabályozó mechanizmusnak az elvesztése eltérítheti az anyagcsere folyamatát és elősegítheti az ellenőrizhetetlen sejtproliferációt.
„A piruvát-kináz működését finoman és pontosan szabályozó molekuláris mechanizmusok megértése közelebb visz minket a rákos sejtek szaporodását előidéző anyagcsere-változások megfejtéséhez” – magyarázza Irene Díaz-Moreno professzor, az Isla de la Cartuja Tudományos Kutatóközpont (US-CSIC) Kémiai Kutatóintézetének munkatársa.
A piruvát-kináznak két változata van: a PKM1, amely a felnőtt szövetekhez kapcsolódik, és a PKM2, amely mind a felnőtt, mind az embrionális szövetekhez kapcsolódik. A cikk szerzői biokémiai, biofizikai, szerkezeti és számítógépes szimulációs technikák kombinációjával bizonyítják, hogy a piruvát-kináz bizonyos pozícióinak acetilezése gátolja az enzim működését és csökkenti annak stabilitását. Ezenkívül a kutatók felfedezték, hogy bizonyos acetilezések különbözőképpen hatnak az egyes változatokra, feltárva ezzel specifikus szabályozó mechanizmusokat.
Összességében ezek az eredmények segítenek megérteni, hogyan szabályozzák molekuláris szinten ezt a kulcsfontosságú metabolikus enzimet, és alapvető információkat nyújtanak funkcionális viselkedésének értelmezéséhez olyan kontextusokban, mint a rák, ahol a piruvát-kináz működése kontrolljának elvesztése elősegíti a sejtek szaporodását.