Star-PAP a szok oksydacyjny
Izabela Klauza | 2008-02-28
Szok oksydacyjny związany jest w nadmiernym gromadzeniem się wolnych rodników, które powodują liczne uszkodzenia w systemie komórkowym. Zaburzenia wywołane wolnymi rodnikami są przyczyną wielu schorzeń, tj. choroby Alzheimera czy Parkinson. Naukowcom udało się ustalić pewne elementy kluczowe szlaku komórkowego, które pozwolą na zrozumienie i zapobieganie destrukcyjnemu działaniu wolnych rodników.
Wolne rodniki są to cząstki, które posiadają wolny, niesparowany elektron, ciągle dążąc do jego sparowania (do przyłączenia elektronu), tym samym utleniając wszystkie związki z jakimi reaguje. Są produktami ubocznymi przemian tlenowych i każdy z nich ma w swoim składzie tlen, np. rodnik hydroksylowy OH*, powstały na skutek reakcji nadtlenku wodoru (H2O2) z jonami miedzi(I) lub żelaza(II). Ma on bardzo niszczący wpływ na nasz organizm. Głównym atakiem rodników są podwójne wiązania w takich cząstkach jak: białka, DNA czy nienasycone kwasy tłuszczowe, które są ważnym budulcem błony komórkowej. Stres oksydacyjny pełni ważną rolę w procesie starzenia się. Tak jak tlen powoduje korozję metali, tak w naszym organizmie tlen niszczy nasze komórki (tlen: niezbędny do życia i zabójca w jednym- tzw. „paradoks tlenowy”) i powoduje, że starzejmy się szybciej, szczególnie kiedy prowadzimy stresujący tryb życia.
Istnieje wiele schorzeń jakie są wywołane przez destrukcyjne działanie wolnych rodników, przede wszystkim rodnika tlenowego. Są to m.in. choroba Alzheimera, Parkinsona, łuszczyca, egzemy, artroza, reumatyzm, powodują również osłabienie układu odpornościowego.
Organizm wywarza różne metody obrony przed wolnymi rodnikami. Taką ochronę stanowią między innymi antyoksydanty (produkowane przez organizm lub dostarczane ze środowiska zewnętrznego). Utleniacze (antyoksydanty) zapobiegają procesom utleniania lub znacząco utrudniają utlenianie substratu. Do naturalnych przeciwutleniaczy należą: peroksydaza glutationowa, cysteina, kwas glutaminowy, glutation czy koenzym Q.
Na łamach miesięcznika Nature, 21 lutego ukazał się artykuł opisujący badania amerykańskich naukowców z Wisconsin, którzy odkryli białko odgrywające kluczową rolę w procesie stresu oksydacyjnego. Mechanizm w jakim dochodzi do dysfunkcji, a następnie do schorzenia powinien być bardzo dobrze znany, aby można było skutecznie zaprojektować sposób leczenia.
Enzym Star-PAP jest definiowany, przez naukowców z Wisconsin, jako część kompleksu kontrolującego ekspresję mRNA (ang. messanger RNA). Star-PAP (ang. nuclear speckle targeted PIPKI regulated-poly(A) polymerase) jest odpowiedzialny za dołączenie ogonka (poliA) do końca 3’ mRNA. Dzięki temu mRNA jest rozpoznawany jako własny, a nie obcy kwas nukleinowy i nie jest degradowany przez komórkę, ale po wyjściu z jądra ulega translacji w cytoplazmie. Star-PAP jest regulowany przez PtdIns4,5P2 (ang. Phosphatidylinositol-4,5-bisphosphate, dwufosfo-4,5-fosfatylyloinozytol). PtdIns4,5P2 powstaje przy udziale 4-fosfo- 5-kinazy fosfatydyloinozytolu (PIPKIα). Co więcej, mechanizm kontrolny regulowany przez Star-PAP, wpływa na aktywację oksygenazy hemowej 1.
Enzym rozkładający hem- oksygenaza hemowa 1- pełni ważną rolę w naszym organizmie. Biliwerdyna, tlenek węgla i żelazo- produkty powstałe w wyniku rozkładu hemu- wpływają na rozwój komórkowy. Biliwerdyna jest naturalnym antyoksydantem, który neutralizuje rodnik hydroksylowy, CO- jest czynnikiem przeciwzapalnym, natomiast Fe przyspieszać może powstawanie wolnych rodników. Mimo, iż żelazo aprobuje syntezę groźnych rodników, to oksygenaza hemowa aktywuje ferrytynę, która żelazo wyłapuje i unieszkodliwia je.
Odpowiednie rozpracowanie mechanizmu kontroli Star-PAP przez fosfatylyloinozytol, jak i samo Star-PAP na inne komponenty aktywacji m.in. oksydazy hemowej 1 pozwoli na kontrolę, a przede wszystkim na zahamowania procesu stresu oksydacyjnego. Według wypowiedzi kierownika badań Richarda Andersona: „Odkrycie takiego mechanizmu jest ważne w leczeniu chorób takich jak zawał serca czy udar, być może nawet i wpływa na proces starzenia się”.