Araştırmacılar Hücre Fonksiyonlarının Merkezindeki Yeni Enzimleri Keşfettiler
Doktorlar kalp krizlerini, astım hastalarının semptomlarını ve vücuttaki tek bir molekül seviyesinin artmasıyla ortaya çıkan dengesizlikleri nitrik oksit ile tedavi ettiler.
Küçük moleküller, proteinlerin işlevini değiştirebilir. Nitrik oksitin hücrelere ilave edilmesi Moleküler Hücrede yer alan yeni araştırmalara göre sadece ilk adımdır. Araştırmacılar nitrik oksiti geçici görevli moleküllere (SNO’lar) dönüştüren ve böylece proteinleri değiştiren, bir enzim keşfettiler. Yeni keşfedilen enzimler nitrik oksitin hücrelerde farklı rollere sahip olmalarına yardımcı olur. Ayrıca bunlar bir dizi hastalık tedavisine, ana terapötik hedeflerde olabilirler.
Bu keşif, alanındaki biyologlar için bir paradigma kayması olduğunu belirtir dedi çalışma lideri, Case Western Reserve Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde profesör ve Üniversite Hastaneleri Harrington Keşif Enstitüsü başkanı olan Jonathan Stamler.
“Nitrik oksit hemen hemen tüm hücresel işlevlerde rol oynar. Alzheimer, kalp yetmezliği, kanser, astım ve enfeksiyon gibi hastalıklarda bunun oranı ya çok fazladır ya da çok azdır. Genel görüş, bu hastalıklarda çok fazla veya çok az bulunan nitrik oksitin, nitrik oksit sentezi olarak adlandırılan nitrik oksit üreten enzimlerin aktivitesinden kaynaklanıyor oluşudur. Bununla birlikte yeni bulgular, nitrik oksit sentezlerin, hedef proteinlere nitrik oksit bağlayan enzimlerin iki yeni sınıfıyla uyumlu çalıştıklarını ve nitrik oksit temelli sinyallemeye aracılık eden yüzlerce enzimin sayısını artırdığı yönünde.”
Enzimler proteinleri kontrol etmek için S-nitrosilasyon adı verilen bir süreçle birlikte çalışırlar. Stamler ve meslektaşları bir zincirleme reaksiyonu tarif ediyor. İlk olarak nitrik oksit sentezcikler nitrik oksit yapar ardından yeni bir enzim sınıfı nitrik oksiti proteinlere bağlanan ve işlevlerini değiştiren SNO’lara dönüştürürler. Üçüncü sınıf, SNO’ları, büyüme, hareket ve metabolizma da dahil olmak üzere hücresel fonksiyonları kontrol eden ilave proteinlere aktarırlar. Ayrıca bunlar hücreleri yaralanmalardan da korur. SNO sentezleri olmadan hücreler nitrik oksit kullanamazlar ve binlerce farklı SNO’ları üreten yüzlerce farklı SNO enzimleri vardır.
Hücrelerdeki nitrik oksit sinyalleşmeleri aslında SNO’ları (bunların çoğunu) yapmak için tasarlanmıştır.
Stamler ” Bu, alanı yeni anlayışlara ve fırsatlara açar çünkü yüzlerce enzim muhtemelen bu süreç vasıtasıyla hücreler içinde sinyal vermeyi başarırlar. Hastalıklarda bu enzimleri her biri potansiyel olarak hedeflenebilir.” Dedi.
Yeni modeldeki pek çok enzimle birlikte, artık nitrik oksit düzeylerinin artıran ilaçların değiştirilemediği anlamlandırılıyor. Stamler ” Herkesin nitrik oksit seviyesini yükseltmek için aynı şekilde çalıştıkları varsayımında bulunmakla birlikte, bulgularımız nitrik oksitin kendisinin sadece ilk adım olduğunu önermektedir. Sonraki adımlar ise hücrenin nitrik oksite yaptığı ve hangi SNO’ya dönüştüğü ile ilgilir. Dedi. Nitrik oksitlerin verilmesi bu yeni enzimler tarafından gerçekleştirilen SNO’ların işlevini tekrarlayamaz.”
Çığır açan çalışma sonunda nitrik oksitlerin hücrelerde çok farklı fonksiyonlara sahip olabileceğini açıklıyor. Nitrik oksiti farklı SNO’lara dönüştürerek, hücreler farklı sonuçlar elde edebilirler.
Araştırmacılar için sonraki adım, farklı dokulardaki bireysel SNO sentezlerini ve hastalıktaki spesifik rollerini belirlemek olacaktır, diyor Stamlar. Yeni enzimler, ilaç geliştiricilerinin terapötik hedefleri olabilir. Örneğin aşırı S-nitrolizasyon, Alzheimer ve Parkinson hastalıklarıyla güçlü bir şekilde ilişkilidir ancak hafıza da dahil, normal beyin fonksiyonu için nitrik oksite de ihtiyaç vardır.
“Varsayım bunun gerçekleşmesini durdurmak için nitrik oksit üretimini engellemek zorundaydı. Ancak bu zamanda tedaviler işe yaramazdı.” Hücrelerde nitrik oksitin süpürme etkisi olduğu için, engellemenin önemli yan etkileri vardır. Yeni model uyarınca çok az oranda bulunan nitrik oksit hastalıklarına özgü SNO sentezleri hedef alabilirler
Stamlar, “Artık nitrik oksit üretimini değiştirmeden S-nitrolizasyonunu engelleyebildiğimizi biliyoruz.” Dedi. “Bu, terapötik fırsatlar için yeni bir ufuk sağlamakta ve alanında ki perspektifi değiştirmektedir.”
Kaynak : phys.org
