BIR ENZIMI HEDEFLEMEK KANSERI, DIYABETI VE OBEZITEYI TEDAVI EDEBILIR

Bir anahtar hücre enziminin moleküler akrobasisinin ortaya çıkarılması, kanser ve obezite ve diyabet gibi metabolik hastalıklar için yeni tedavilere yol açabilir.

Yakın zamanda yapılan bir moleküler keşfin pek çok tedavi uygulaması vardır.

Hücre enzimi PI3KC2A olarak adlandırılır ve bilim adamları onun birçok önemli hücre fonksiyonunu kontrol ettiğini bilseler de, ayrıntılı yapısal mekanizmalardan emin değillerdi.

Bildikleri tek şey, enzimin, harici sinyaller aldıklarında hücre zarlarında meydana gelenleri kontrol ettiğiydi.

Ayrıca sinyallerin hücre içindeki hayati süreçleri nasıl etkilediğini kontrol ettiğini de biliyorlardı.

Bu süreçler, diğer şeylerin yanı sıra, hücrelerin nasıl büyüdüğünü, nasıl bölündüğünü ve farklılaştığını düzenler.

Şimdi, dergide yer alan yeni bir makale Moleküler Hücre hücre enziminin hücre içindeki inaktif durumdan hücre zarındaki aktif duruma nasıl değiştiğini ilk kez açıklar.

Almanya, Berlin'deki Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie'den (FMP) araştırmacılar, İsviçre'deki Cenevre Üniversitesi'ndeki meslektaşları ile birlikte bir süredir PI3KC2A'yı araştırıyorlar.

Yeni çalışmaları, "reseptör alımı" adı verilen çok önemli bir hücre mekanizması hakkında daha önce bilinmeyen gerçekleri ortaya çıkarıyor. Bu mekanizmayı içeren süreçlerin aksaması, kanser, diyabet ve diğer metabolik bozukluklar gibi hastalıklarda rol oynar.

FMP'den kıdemli çalışma yazarlarından biri olan Prof. Volker Haucke, bulgularının "terapiler için doğrudan bir hedef oluşturabileceğini" söylüyor.

Hücre zarları dinamik sistemlerdir

Hücre zarları, hücre içeriğini bir arada tutmaktan çok daha fazlasını yapar. Tüm yaptıkları bu olsaydı, hareketsiz derilerden başka bir şey olmazlardı; ancak daha yakından bakıldığında, kimyasalların hücreye girip çıkmasını sıkı bir şekilde kontrol eden dinamik sistemler oldukları ortaya çıkar.

Bir hücre zarının yapısı, zarın "seçici geçirgenliğini" kontrol eden yüzen protein kümelerini içeren bir "lipid denizi" olarak tanımlanmıştır.

Yağ benzeri moleküller olan lipidler de geçirgenlik sürecinde aktiftir. Hücrelerin içinde açılan kimyasal sinyaller için "moleküler anahtarlar" olarak işlev görürler. Bu kademelerin çoğu, hücre büyümesi, bölünmesi ve farklılaşması gibi temel işlevleri kontrol eder.

PI3KC2A gibi enzimler, moleküler anahtar görevi gören lipidlerin üretiminde rol oynar. Bu nedenle, onları hedeflemenin yollarını bulmak, bu süreçlere müdahale edebilecek ilaçların ortaya çıkmasına neden olabilir.

Örneğin hücre farklılaşması, yeni kan damarlarının oluşumu veya tümör büyümesinde önemli bir adım olan anjiyogenez için çok önemlidir.

Reseptör alımı

Önceki çalışmalarda bilim adamları, reseptör alımındaki rolü de dahil olmak üzere PI3KC2A'yı içeren süreçlerin yapısal ve hücre biyolojisi hakkında çok şey keşfetmişlerdi.

Örneğin, hücre dışından ligandların veya harici kimyasal sinyallerin reseptör adı verilen yüzey proteinlerine bağlanarak enzimi uyardığını tespit etmişlerdi. Bu tür ligandlar, hücrelerin içindeki sinyal olaylarını tetikleyen insülin ve büyüme faktörlerini içerir.

PI3KC2A aktive edildikten sonra, küçük torbaların veya veziküllerin "liganda bağlı reseptörleri" hücre içine taşıdığı endositoz adı verilen bir süreci mümkün kılar.

Hücrenin içine girdikten sonra, liganda bağlı reseptörler, önemli hücre fonksiyonlarını kontrol eden sinyalleme kaskadlarını tetikler.

Yeni çalışma önemlidir çünkü PI3KC2A'nın bu sürecin her adımında geçirdiği ayrıntılı değişiklikleri ortaya koymaktadır.

Aktif enzim 'kollarını açar'

Prof. Haucke, keşfettikleri şeylerden birinin, hücre enzimi veya kinazın hareketsiz kaldığında ve hücrenin içinde durduğunda, "sanki" kollarını "kendi etrafına sarmış gibi sarılmış göründüğünü açıklıyor.

O ve meslektaşları, enzimin ancak hücre zarının iki bileşeni aynı anda aynı yerde olduğunda aktif hale geldiğini buldu.

"Bu olduğunda," diyor, "kinaz" kollarını "açar ve her" kol "iki bileşenden birine bağlanır."

Bundan birkaç saniye sonra süreç başlayacaktır. Enzim, çok sayıda lipid sinyal molekülü üretmeye başlar ve bu moleküller, hücrenin iç kısmına "aktive edilmiş sinyal reseptörlerinin alımını" tetikler. Buna karşılık, hücre büyümesini, bölünmesini ve farklılaşmasını düzenleyen basamakları başlattılar.

Ekip şimdi, ilaç geliştiricilerinin daha ileriye götürmesi için aday molekülleri belirlemeyi planlıyor.