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EnzymProteinmengen bei Krebs

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Ich suche nach einer Quelle, die Informationen über EnzymeProteine ​​bei verschiedenen Krebsarten liefert, deren Menge in Zellen signifikant höher ist - im Vergleich zu normalen, gesunden Zellen.

Einige Wege, die bei Krebs in viel höheren Mengen existieren.

Zum Beispiel - Telomerase.

Gibt es eine Art Datenbank für diese Informationen?


Jawohl. Die Datenbank dbDEPC 2.0 zum Beispiel. Wenn Sie Ihre Suche auf Pfade erweitern möchten, ist die beste Datenbank, die ich kenne, die KEGG.

Es gibt mehrere Datenbanken. Vielleicht möchten Sie sich diese Wikipedia-Seite ansehen.

Das Gesuchte heißt übrigens a proteomische Signatur von Krebs.


Das glukoneogene Enzym PCK1 phosphoryliert INSIG1/2 für die Lipogenese

Krebszellen steigern die Lipogenese für ihre Proliferation und die Aktivierung von Sterol Regulatory Element-Binding Proteins (SREBPs) spielt dabei eine zentrale Rolle. SREBPs werden durch einen Komplex aus INSIG-Proteinen, SREBP-Spaltungsaktivierungsprotein (SCAP) und Sterolen im endoplasmatischen Retikulum gehemmt. Die Regulierung der Interaktion zwischen INSIG-Proteinen und SCAP durch Sterolspiegel ist entscheidend für die Dissoziation des SCAP-SREBP-Komplexes vom endoplasmatischen Retikulum und die Aktivierung von SREBPs 1,2 . Es ist jedoch unklar, ob diese Proteinwechselwirkung durch einen anderen Mechanismus als die Häufigkeit von Sterol reguliert wird – und insbesondere, ob die onkogene Signalgebung eine Rolle spielt. Hier zeigen wir, dass aktiviertes AKT in humanen hepatozellulären Karzinomzellen (HCC) zytosolische Phosphoenolpyruvat-Carboxykinase 1 (PCK1), das geschwindigkeitsbestimmende Enzym in der Gluconeogenese, bei Ser90 phosphoryliert. Phosphoryliertes PCK1 transloziert in das endoplasmatische Retikulum, wo es GTP als Phosphatdonor verwendet, um INSIG1 an Ser207 und INSIG2 an Ser151 zu phosphorylieren. Diese Phosphorylierung reduziert die Bindung von Sterolen an INSIG1 und INSIG2 und stört die Interaktion zwischen INSIG-Proteinen und SCAP, was zur Translokation des SCAP-SREBP-Komplexes in den Golgi-Apparat, zur Aktivierung von SREBP-Proteinen (SREBP1 oder SREBP2) und zur Transkription von führt nachgelagerte Lipogenese-bezogene Gene, Proliferation von Tumorzellen und Tumorgenese bei Mäusen. Darüber hinaus korreliert die Phosphorylierung von PCK1 bei Ser90, INSIG1 bei Ser207 und INSIG2 bei Ser151 nicht nur positiv mit der nuklearen Akkumulation von SREBP1 in Proben von Patienten mit HCC, sondern auch mit einer schlechten HCC-Prognose. Unsere Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Proteinkinaseaktivität von PCK1 bei der Aktivierung von SREBPs, der Lipogenese und der Entwicklung von HCC.


Bis zu 45 Gramm pro Tag &ndash 160 Kapseln täglich

40 Kapseln 2-3 Stunden später (mindestens 2 Stunden vor/nach dem Essen)

Dieser Artikel dient nur zu Bildungszwecken und aufgrund der FTC-Bestimmungen können wir keine spezifischen medizinischen Ratschläge geben. Wenn Sie Hilfe für Ihre Gesundheit wünschen, bieten wir Ihnen Fern funktionelle Gesundheitscoaching-Programme. Wir sind nicht in der Lage, Krebs zu behandeln, aber wir können Programme zusammenstellen, die Ihnen helfen, Ihre allgemeine Gesundheit zu unterstützen, und Sie zu verschiedenen Gesundheitsstrategien beraten, die Sie auf Ihrem Gesundheitsweg anwenden möchten.

Quellen für diesen Artikel sind:

1. Bart J. DIE WIRKUNG VON TRYPSIN AUF DIE LEBENDEN ZELLEN VON JENSEN'S MAUS-TUMOUR: Eine vorläufige Anmerkung zu einer durchgeführten Forschung (mit einem Stipendium des Carnegie Trust). Britisches medizinisches Journal. 19061(2351):140-141.
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3. Hale LP, Chichlowski M, Trinh CT, Greer PK. Eine Nahrungsergänzung mit frischem Ananassaft verringert Entzündungen und Kolon-Neoplasien bei IL-10-defizienten Mäusen mit Kolitis. Entzündliche Darmdis. 2010 Dez16(12):2012-21. PMID: 20848493
4. Li M, Bolduc AR, Hoda MN, Gamble DN, Dolisca SB, Bolduc AK, Hoang K, Ashley C, McCall D, Rojiani AM, Maria BL, Rixe O, MacDonald TJ, Heeger PS, Mellor AL, Munn DH, Johnson TS. Der Indolamin-2,3-Dioxygenase-Weg steuert die komplementabhängige Verstärkung der Chemo-Strahlentherapie gegen Maus-Glioblastom. J Immunother Krebs. 2014 Juli 72:21. PMID: 25054064
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7. Sophie Lanone, Robert M. Senior, Jack A. Überlappende und enzymspezifische Beiträge der Matrixmetalloproteinasen-9 und -12 bei IL-13-induzierter Entzündung und Remodellierung. Elias Veröffentlicht am 15. August 2002 . Zitationsinformationen: J Clin Invest. 2002110(4):463-474.
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Dr. Jockers

Dr. David Jockers ist leidenschaftlich daran interessiert, Menschen zu sehen, wie sie ihr gesundheitliches Potenzial in Geist, Körper und Seele ausschöpfen. Er ist Moderator des beliebten Podcasts “Dr Jockers Functional Nutrition” und Autor der Bestseller-Bücher “The Keto Metabolic Breakthrough” und “The Fasting Transformation.

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— Dr. David Jockers

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Proteine, die zur Zerstörung markiert sind

Abbau braucht keine Energie – oder doch?

Während viel Aufmerksamkeit und Forschung darauf verwendet wurde, zu verstehen, wie die Zelle die Synthese eines bestimmten Proteins steuert – mindestens fünf Nobelpreise wurden auf diesem Gebiet verliehen – wurde der umgekehrte Vorgang, der Abbau von Proteinen, lange Zeit als weniger wichtig angesehen. Es waren bereits eine Reihe einfacher proteinabbauender Enzyme bekannt. Ein Beispiel ist Trypsin, das im Dünndarm Proteine ​​unserer Nahrung zu Aminosäuren abbaut. Auch eine Art von Zellorganellen, das Lysosom, in dem von außen aufgenommene Proteine ​​abgebaut werden, wird seit langem untersucht. Gemeinsam ist diesen Prozessen, dass sie keine Energie benötigen, um zu funktionieren.

Experimente bereits in den 1950er Jahren zeigten jedoch, dass der Abbau der zelleigenen Proteine ​​Energie benötigt. Dies hat Forscher lange verwirrt, und genau dieses Paradox liegt dem diesjährigen Nobelpreis für Chemie zugrunde: dass der Abbau von Proteinen in der Zelle Energie erfordert, während der andere Proteinabbau ohne zusätzliche Energie stattfindet. Einen ersten Schritt zur Erklärung dieses energieabhängigen Proteinabbaus machten Goldberg und seine Mitarbeiter, die 1977 einen zellfreien Extrakt aus unreifen roten Blutkörperchen, Retikulozyten, herstellten, die den Abbau abnormaler Proteine ​​in einem ATP- abhängige Weise (ATP = Adenosintriphosphat – die Energiewährung der Zelle).

Mit einem solchen Extrakt konnten Aaron Ciechanover, Avram Hershko und Irwin Rose in einer Reihe bahnbrechender biochemischer Studien in den späten 1970er und frühen 1980er Jahren zeigen, dass der Proteinabbau in Zellen in einer Reihe stufenweiser Reaktionen stattfindet, die dass die zu zerstörenden Proteine ​​mit dem Polypeptid Ubiquitin markiert sind. Dieser Prozess ermöglicht es der Zelle, unerwünschte Proteine ​​mit hoher Spezifität abzubauen, und diese Regulation erfordert Energie. Im Gegensatz zu reversiblen Proteinmodifikationen wie der Phosphorylierung (Nobelpreis für Physiologie oder Medizin 1992) ist die Regulation durch Polyubiquitinierung oft irreversibel, da das Zielprotein zerstört wird. Ein Großteil der Arbeit wurde während einer Reihe von Sabbatjahren geleistet, die Avram Hershko und Aaron Ciechanover vom Technion (Israel Institute of Technology) mit Irwin Rose am Fox Chase Cancer Center in Philadelphia, USA, verbrachten.

Das Molekül, das sich später als Markierung für den Abbau eines Proteins herausstellen sollte, wurde bereits 1975 isoliert. Dieses 76 Aminosäuren lange Polypeptid wurde aus Kalbsbries isoliert und soll an der Reifung der weißen Blutkörperchen beteiligt sein . Da das Molekül später in zahlreichen unterschiedlichen Geweben und Organismen – nicht aber in Bakterien – gefunden wurde, erhielt es den Namen Ubiquitin (von lateinisch ubique, “überall”) (Abb. 1).

Die Entdeckung des Ubiquitin-vermittelten Proteinabbaus

Avram Hershko hatte nach seiner Promotion den energieabhängigen Proteinabbau in Leberzellen untersucht, entschied sich aber 1977, auf den oben beschriebenen Retikulozyten-Extrakt umzusteigen. Dieser Extrakt enthielt große Mengen Hämoglobin, was die Experimente störte. Bei ihren Versuchen, das Hämoglobin durch Chromatographie zu entfernen, entdeckten Aaron Ciechanover und Avram Hershko, dass der Extrakt in zwei Fraktionen aufgeteilt werden kann, von denen jede für sich inaktiv ist. Es stellte sich jedoch heraus, dass, sobald die beiden Fraktionen rekombiniert waren, der ATP-abhängige Proteinabbau wieder begann. 1978 berichteten die Forscher, dass die aktive Komponente einer Fraktion ein hitzestabiles Polypeptid mit einem Molekulargewicht von nur 9000 war, das sie APF-1 (Wirkstoff in Fraktion 1) nannten. Dieses Protein erwies sich später als Ubiquitin.

Den entscheidenden Durchbruch in der Forschung vermelden zwei Arbeiten, die Ciechanover, Hershko und Rose 1980 veröffentlichten. Bis dahin war die Funktion von APF-1 völlig unbekannt. In der ersten Arbeit wurde gezeigt, dass APF-1 kovalent, also mit einer sehr stabilen chemischen Bindung, an verschiedene Proteine ​​im Extrakt gebunden ist.

In der zweiten Arbeit wurde außerdem gezeigt, dass viele APF-1-Moleküle an dasselbe Zielprotein gebunden werden können, wobei letzteres Phänomen als Polyubiquitinierung bezeichnet wurde. Heute wissen wir, dass diese Polyubiquitinierung von Substratproteinen das auslösende Signal ist, das zum Abbau des Proteins im Proteasom führt. Es ist diese Reaktion, die die eigentliche Etikettierung ausmacht, den ‚Todeskuss‘, wenn man so will.

Diese völlig unerwarteten Entdeckungen veränderten auf einen Schlag die Bedingungen für zukünftige Arbeiten: Jetzt konnte man sich darauf konzentrieren, das Enzymsystem zu identifizieren, das Ubiquitin an seine Zielproteine ​​bindet. Da Ubiquitin so allgemein in verschiedenen Geweben und Organismen vorkommt, wurde schnell erkannt, dass der Ubiquitin-vermittelte Proteinabbau von allgemeiner Bedeutung für die Zelle sein muss. Darüber hinaus vermuteten die Forscher, dass der Energiebedarf in Form von ATP es der Zelle ermöglichte, die Spezifität des Prozesses zu kontrollieren.

Das Feld war nun offen und zwischen 1981 und 1983 entwickelten Ciechanover, Hershko, Rose und ihre Postdocs und Studenten die “die mehrstufige Ubiquitin-Tagging-Hypothese” basierend auf drei neu entdeckten Enzymaktivitäten, die sie E1, E2 und E3 nannten (Abb. 2). Heute wissen wir, dass eine typische Säugetierzelle ein oder wenige verschiedene E1-Enzyme, einige Dutzend E2-Enzyme und mehrere hundert verschiedene E3-Enzyme enthält. Es ist die Spezifität des E3-Enzyms, die bestimmt, welche Proteine ​​in der Zelle für die Zerstörung in den Proteasomen markiert werden sollen.

  1. Das Enzym E1 aktiviert das Ubiquitin-Molekül. Diese Reaktion benötigt Energie in Form von ATP.
  2. Das Ubiquitin-Molekül wird auf ein anderes Enzym, E2, übertragen.
  3. Das E3-Enzym kann das zu zerstörende Proteinziel erkennen. Der E2-Ubiquitin-Komplex bindet so nah an das Protein-Target, dass die eigentliche Ubiquitin-Markierung von E2 auf das Target übertragen werden kann.
  4. Das E3-Enzym setzt nun das Ubiquitin-markierte Protein frei.
  5. Dieser letzte Schritt wird wiederholt, bis das Protein eine kurze Kette von Ubiquitin-Molekülen an sich gebunden hat.
  6. Diese Ubiquitinkette wird bei der Öffnung des Proteasoms erkannt. Die Ubiquitin-Markierung wird getrennt und das Protein wird eingelassen und in kleine Stücke geschnitten.

Alle Studien bis zu diesem Zeitpunkt wurden in zellfreien Systemen durchgeführt. Um auch die physiologische Funktion des Ubiquitin-vermittelten Proteinabbaus untersuchen zu können, entwickelten Avram Hershko und seine Mitarbeiter eine immunchemische Methode. Durch die Verwendung von Antikörpern gegen Ubiquitin konnte Ubiquitin-Protein-Konjugat aus Zellen isoliert werden, in denen die Zellproteine ​​mit einer in Ubiquitin nicht vorhandenen radioaktiven Aminosäure pulsmarkiert waren. Die Ergebnisse zeigten, dass Zellen tatsächlich fehlerhafte Proteine ​​mit dem Ubiquitin-System abbauen, und wir wissen jetzt, dass bis zu 30% der neu synthetisierten Proteine ​​in einer Zelle über die Proteasomen abgebaut werden, da sie die strenge Qualität der Zelle nicht bestehen Steuerung.

Das Proteasom – der Abfallentsorger der Zelle

Was ist ein Proteasom? Eine menschliche Zelle enthält etwa 30.000 Proteasomen: Diese tonnenförmigen Strukturen können praktisch alle Proteine ​​zu 7-9 Aminosäuren langen Peptiden abbauen. Die aktive Oberfläche des Proteasoms befindet sich innerhalb des Zylinders, wo es vom Rest der Zelle abgeschirmt ist. Der einzige Weg in die aktive Oberfläche führt über das “lock”, das polyubiquitinierte Proteine ​​erkennt, mit ATP-Energie denaturiert und sie nach Entfernen des Ubiquitin-Labels zur Demontage in das Fass einlässt. Die gebildeten Peptide werden vom anderen Ende des Proteasoms freigesetzt. Somit kann das Proteasom selbst keine Proteine ​​auswählen, es ist hauptsächlich das E3-Enzym, das dies durch Ubiquitin-Markierung des richtigen Proteins für den Abbau tut (Abb. 3).

Während die biochemischen Mechanismen, die dem Abbau von Ubiquitin-markiertem Protein zugrunde liegen, um 1983 aufgedeckt wurden, war seine physiologische Bedeutung noch nicht vollständig verstanden. Dass es für die Zerstörung defekter intrazellulärer Proteine ​​von Bedeutung ist, war bekannt, aber um fortfahren zu können, war eine mutierte Zelle im Ubiquitin-System erforderlich. Durch die detaillierte Untersuchung, wie sich die mutierte Zelle unter verschiedenen Wachstumsbedingungen von einer normalen Zelle unterscheidet, sollte eine bessere Vorstellung davon gewonnen werden, welche Reaktionen in der Zelle vom Ubiquitin-System abhängen.

Eine mutierte Mauszelle war 1980 von einer Forschungsgruppe in Tokio isoliert worden. Ihre Mauszellmutante enthielt ein Protein, das aufgrund der Mutation temperaturempfindlich war. Bei niedrigeren Temperaturen funktionierte das Protein wie es sollte, aber nicht bei höheren. Bei der höheren Temperatur kultivierte Zellen hörten auf zu wachsen. Außerdem zeigten sie bei der höheren Temperatur eine fehlerhafte DNA-Synthese und andere Fehlfunktionen. Forscher in Boston zeigten schnell, dass das wärmeempfindliche Protein in der mutierten Mauszelle das Ubiquitin-aktivierende Enzym E1 ist. Offensichtlich war die Aktivierung von Ubiquitin notwendig, damit die Zelle überhaupt funktionieren und sich reproduzieren konnte. Der kontrollierte Proteinabbau war nicht nur wichtig für den Abbau falscher Proteine ​​in der Zelle, sondern war wahrscheinlich auch an der Kontrolle des Zellzyklus, der DNA-Replikation und der Chromosomenstruktur beteiligt.

Seit Ende der 1980er Jahre wurden eine Reihe physiologisch wichtiger Substrate für den Ubiquitin-vermittelten Proteinabbau identifiziert. Hier sollen nur einige der wichtigsten genannt werden.

Verhinderung der Selbstbestäubung bei Pflanzen

Die meisten Pflanzen sind bisexuell, zwittrig. Selbstbestäubung führt zu einem schleichenden Rückgang der genetischen Vielfalt, was auf Dauer zum Aussterben der ganzen Art führen kann. Um dies zu verhindern, verwenden Pflanzen den Ubiquitin-vermittelten Abbau, um “eigenen” Pollen abzuwehren. Der genaue Mechanismus ist noch nicht geklärt, aber das E3-Enzym wurde entdeckt und wenn Proteasom-Inhibitoren eingeführt wurden, wurde die Abstoßung beeinträchtigt.

Wenn eine Zelle eine Kopie von sich selbst erstellen soll, sind viele chemische Reaktionen beteiligt. Beim Menschen müssen sechs Milliarden Basenpaare in der DNA dupliziert werden. Diese sind in 23 Chromosomenpaaren zusammengefasst, die kopiert werden müssen. Die gewöhnliche Zellteilung, die Mitose und die Bildung von Geschlechtszellen, die Meiose, haben viele Berührungspunkte mit den diesjährigen Nobelpreisträgern. Das verantwortliche E3-Enzym, ein Proteinkomplex, der als “Anaphase-Promoting Complex” (APC) bezeichnet wird, überprüft, ob die Zelle die Mitose beendet. Dieser Enzymkomplex spielt auch bei der Trennung der Chromosomen während der Mitose und Meiose eine wichtige Rolle. Ein anderer Proteinkomplex wirkt wie ein Seil um das Chromosomenpaar und hält es zusammen. Bei einem gegebenen Signal markiert die APC einen Inhibitor eines bestimmten proteinabbauenden Enzyms, woraufhin der Inhibitor zum Proteasom transportiert und zerstört wird. Das Enzym wird freigesetzt, aktiviert und durchtrennt das Seil um das Chromosomenpaar. Sobald das Seil weg ist, kann das Chromosomenpaar getrennt werden. Eine falsche Chromosomenteilung während der Meiose ist die häufigste Ursache für spontane Fehlgeburten während der Schwangerschaft, und ein zusätzliches Chromosom 21 beim Menschen führt zum Down’s-Syndrom. Die meisten bösartigen Tumoren haben Zellen mit veränderter Chromosomenzahl als Folge einer falschen Chromosomenteilung während der Mitose.

DNA-Reparatur, Krebs und programmierter Zelltod

Protein p53 wurde als „Wächter des Genoms“ bezeichnet und ist ein Tumorsuppressorgen. Das heißt, solange eine Zelle p53 produzieren kann, wird die Krebsentstehung gehemmt. Tatsächlich ist das Protein bei mindestens 50 % aller menschlichen Krebserkrankungen mutiert. Die Menge an Protein p53 in einer normalen Zelle ist als Folge der kontinuierlichen Produktion und des Abbaus gering. Der Abbau wird durch Ubiquitinierung reguliert und das verantwortliche E3-Enzym bildet einen Komplex mit Protein p53. Nach DNA-Schädigung wird Protein p53 phosphoryliert und kann nicht mehr an sein E3-Enzym binden. Der Abbau stoppt und die Menge an p53 in der Zelle steigt schnell an. Protein p53 fungiert als Transkriptionsfaktor, also als Protein, das die Expression eines bestimmten Gens steuert. Protein p53 bindet an und kontrolliert Gene, die die DNA-Reparatur und den programmierten Zelltod regulieren. Erhöhte Protein-p53-Spiegel führen zunächst zu einer Unterbrechung des Zellzyklus, um Zeit für die Reparatur von DNA-Schäden zu geben. Wenn der Schaden zu groß ist, löst die Zelle den programmierten Zelltod aus und „begeht Selbstmord“.

Eine Infektion mit humanen Papillomaviren korreliert stark mit dem Auftreten von Gebärmutterhalskrebs. Das Virus umgeht die Kontrollfunktion des Proteins p53, indem eines seiner Proteine ​​das Erkennungsmuster eines bestimmten zellulären E3-Enzyms, E6-AP, aktiviert und verändert, das dazu gebracht wird, das Protein p53 zu ubiquitinieren, das vollständig zerstört wird. Dadurch kann die infizierte Zelle DNA-Schäden nicht mehr normal reparieren oder den programmierten Zelltod auslösen. Die Zahl der DNA-Mutationen nimmt zu und dies kann letztendlich zur Entwicklung von Krebs führen.

Immun- und Entzündungsreaktionen

Ein bestimmter Transkriptionsfaktor reguliert viele der Gene in der Zelle, die für die Immunabwehr und Entzündungsreaktionen wichtig sind. Dieses Protein, der Transkriptionsfaktor, kommt gebunden an ein Inhibitorprotein im Zytoplasma der Zelle vor, und der gebundenen Form des Transkriptionsfaktors fehlt es an Aktivität. Werden Zellen Bakterien oder verschiedenen Signalstoffen ausgesetzt, wird das Inhibitorprotein phosphoryliert, wodurch es ubiquitiniert und im Proteasom abgebaut wird. Der freigesetzte Transkriptionsfaktor wird zum Zellkern transportiert, wo er an spezifische Gene bindet und deren Expression aktiviert.

Das Ubiquitin-Proteasom-System produziert auch die Peptide, die von der Immunabwehr auf der Oberfläche einer virusinfizierten Zelle präsentiert werden, indem es Virusproteine ​​auf geeignete Größen abbaut. T-Lymphozyten erkennen diese Peptide und greifen die Zelle als wichtigen Teil unserer Abwehr gegen Virusinfektionen an.

Die Erbkrankheit Mukoviszidose, CF, wird durch einen nicht funktionierenden Chloridkanal der Plasmamembran namens CFTR, dem „Transmembran-Leitfähigkeitsregulator für zystische Fibrose", verursacht. Die meisten CF-Patienten haben ein und denselben genetischen Schaden, den Verlust der Aminosäure Phenylalanin im CFTR-Protein. Die Mutation verursacht eine fehlerhafte Faltung des Proteins und dies führt wiederum dazu, dass das Protein im Kontrollsystem der Zelle für die Proteinqualität verbleibt. Dieses System sorgt dafür, dass das falsch gefaltete Protein durch den Ubiquitin-vermittelten Proteinabbau zerstört wird, anstatt zur Zellwand transportiert zu werden. Eine Zelle ohne funktionierenden Chloridkanal kann keine Chloridionen mehr durch ihre Wand transportieren. Dies beeinflusst die Sekretion unter anderem in der Lunge und führt zur Ansammlung von dickem Schleim in der Lunge, der deren Funktion beeinträchtigt und das Infektionsrisiko stark erhöht.

Das Ubiquitin-System hat sich zu einem interessanten Forschungsgebiet für Medikamente gegen verschiedene Krankheiten entwickelt. Solche Präparate können auf Komponenten des Ubiquitin-vermittelten Abbausystems gerichtet sein, um den Abbau bestimmter Proteine ​​zu verhindern. Sie können auch so konstruiert sein, dass das System unerwünschte Proteine ​​zerstört. Ein bereits klinisch getestetes Medikament ist der Proteasom-Inhibitor Velcade (PS341), der gegen das Multiple Myelom eingesetzt wird, eine Krebserkrankung, die die Antigen-produzierenden Zellen des Körpers befällt.

Die diesjährigen Preisträger haben die molekularen Hintergründe zu einem Protein-Regulationssystem erklärt, das für alle höheren Zellen von großer Bedeutung ist. Ständig werden neue Zellfunktionen entdeckt, die durch den Ubiquitin-vermittelten Proteinabbau gesteuert werden, und diese Forschung wird in zahlreichen Labors auf der ganzen Welt durchgeführt.


Zusammenfassung

Hunderte, wenn nicht Tausende von uncharakterisierten Enzymen bevölkern derzeit das menschliche Proteom. Der Zusammenbau dieser Proteine ​​in den Stoffwechsel- und Signalwegen, die die Zellphysiologie und -pathologie steuern, stellt eine große experimentelle Herausforderung dar. Hier gehen wir dieses Problem an, indem wir eine multidimensionale Profilierungsstrategie verwenden, die aktivitätsbasierte Proteomik und Metabolomik kombiniert. Dieser Ansatz ergab, dass KIAA1363, ein uncharakterisiertes Enzym, das in aggressiven Krebszellen stark erhöht ist, als zentraler Knoten in einem Etherlipid-Signalnetzwerk dient, das den Thrombozyten-aktivierenden Faktor und Lysophosphatidsäure überbrückt. Biochemische Studien bestätigten, dass KIAA1363 diesen Stoffwechselweg durch Hydrolyse des metabolischen Zwischenprodukts 2-Acetylmonoalkylglycerol reguliert. Die Inaktivierung von KIAA1363 störte den Etherlipidstoffwechsel in Krebszellen und beeinträchtigte die Zellmigration und das Tumorwachstum in vivo. Das hierin beschriebene integrierte molekulare Profiling-Verfahren sollte die funktionelle Annotation von Stoffwechselenzymen in jedem lebenden System erleichtern.

Diese Autoren haben gleichermaßen zu dieser Arbeit beigetragen.


Tay-Sachs-Krankheit

Die Tay-Sachs-Krankheit ist eine seltene Erbkrankheit, die nach und nach Nervenzellen (Neuronen) im Gehirn und Rückenmark zerstört.

Die häufigste Form der Tay-Sachs-Krankheit tritt im Säuglingsalter auf. Säuglinge mit dieser Störung erscheinen normalerweise bis zum Alter von 3 bis 6 Monaten normal, wenn ihre Entwicklung verlangsamt und die für die Bewegung verwendeten Muskeln geschwächt sind. Betroffene Säuglinge verlieren motorische Fähigkeiten wie Drehen, Sitzen und Krabbeln. Sie entwickeln auch eine übertriebene Schreckreaktion auf laute Geräusche. Mit fortschreitender Krankheit treten bei Kindern mit Tay-Sachs-Krankheit Krampfanfälle, Seh- und Hörverlust, geistige Behinderung und Lähmung auf. Charakteristisch für diese Erkrankung ist eine Augenanomalie, die als kirschroter Fleck bezeichnet wird und durch eine Augenuntersuchung identifiziert werden kann. Kinder mit dieser schweren infantilen Form der Tay-Sachs-Krankheit leben meist nur bis in die frühe Kindheit.

Mutationen im HEXA-Gen verursachen die Tay-Sachs-Krankheit. Das HEXA-Gen liefert Anweisungen zur Herstellung eines Teils eines Enzyms namens Beta-Hexosaminidase A, das eine entscheidende Rolle im Gehirn und Rückenmark spielt. Dieses Enzym befindet sich in Lysosomen (denken Sie daran, dass dies die Organellen sind, die giftige Substanzen abbauen und als Recyclingzentren fungieren). Innerhalb von Lysosomen hilft Beta-Hexosaminidase A beim Abbau einer Fettsubstanz namens GM2-Gangliosid.

Mutationen im HEXA-Gen stören die Aktivität der Beta-Hexosaminidase A, die das Enzym am Abbau von GM2-Gangliosid hindert. Dadurch reichert sich diese Substanz vor allem in Neuronen im Gehirn und Rückenmark zu toxischen Mengen an. Eine fortschreitende Schädigung durch den Aufbau von GM2-Gangliosid führt zur Zerstörung dieser Neuronen, was die Anzeichen und Symptome der Tay-Sachs-Krankheit verursacht. Da die Tay-Sachs-Krankheit die Funktion eines lysosomalen Enzyms beeinträchtigt, wird dieser Zustand manchmal als lysosomale Speicherstörung bezeichnet.


Protein- und Enzymaktivitätsassays

Glycosidase-Enzyme zeigen eine hohe Selektivität für die Hydrolyse ihrer bevorzugten Zucker. Wir bieten Assays für eine breite Palette von Glykosidasen und verwandten Enzymen an, darunter Amylase, Cellulase, Neuraminidase und viele mehr.

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Wir bieten die breiteste und umfassendste Bandbreite an verfügbaren Technologien zum Screening auf Kinase-Enzymaktivität. Dieses Portfolio umfasst Technologien, die von homogenen Assays mit Peptidsubstraten bis hin zu Antikörper-spezifischen Assays reichen.

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Phopholipasen spielen eine wichtige Rolle bei zellulären Signalprozessen durch die Bildung von Second Messengers wie Diacylglycerinen, Arachidonat und Inositol-1,4,5-triphosphat. Lipasen umfassen im Allgemeinen Glycerinesterhydrolasen und Cholesterinesterasen. Wir bieten fluorogene und fluoreszierende Substrate und Kits zum Nachweis von Phospholipase-A, -C und -D sowie Phosphatidylinositol.

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Oxidasen, von denen zweifellos Meerrettichperoxidase (HRP) die nützlichste ist, sind wichtige Enzyme, die in einer Vielzahl von Bioassays verwendet werden. Auch Peroxidaseaktivität ist in vielen Zellen vorhanden. Wir bieten Reagenzien zur Quantifizierung von Peroxidase und der Aktivität einer Vielzahl anderer Oxidasen an.

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Enzyme spielen eine wichtige Rolle in fast allen zellulären Prozessen, einschließlich Signalwegen, Metabolismus und Genexpression, was sie zu wichtigen Zielen in der Arzneimittel- und therapeutischen Entwicklung macht. Wir bieten eine breite Palette von Reagenzien und Assays zum Nachweis von Enzymaktivität durch Absorption, Fluoreszenz oder Chemilumineszenz.


Regulation der Enzymproduktion in eukaryotischen Zellen (mit Diagramm)

Erwartungsgemäß ist die Regulation der Enzymproduktion in eukaryontischen Zellen viel komplexer als in prokaryontischen Zellen.

Eukaryotische Zellen enthalten eine Reihe von Chromosomen anstelle des einzelnen Chromosoms, das in Prokaryonten gefunden wird. Darüber hinaus sind die Chromosomen eukaryontischer Zellen diploid und manchmal polyploid.

Die DNA der Chromosomen ist normalerweise supercoiled und hochgefaltet, und die Chromosomen selbst sind durch die Kernhülle physisch von den zytoplasmatischen Ribosomen getrennt.

Zweifellos machen diese Faktoren die Kontrolle der Enzymsynthese komplexer, obwohl Transkription und Translation im Wesentlichen den gleichen Mechanismus wie bei Prokaryonten beinhalten.

Strukturgene für eine Gruppe funktionell verwandter Enzyme, die eine induzierbare Komponente wie ein Operon darstellen könnten, werden jedoch nicht nebeneinander auf einem Chromosom gefunden und können tatsächlich auf verschiedene Chromosomen verteilt sein.

In primitiven eukaryotischen Organismen wie Hefe und Neurospora kommt es zwar zu einer Enzyminduktion, aber in höheren Eukaryoten gibt es entweder wenige oder gar keine Operone. In allen bis auf wenige Fälle enthalten die mRNAs höherer Eukaryoten die kodierende Sequenz von nur einem Strukturgen (d. h. sie sind monogen).

Der Induktionsprozess bei den Pilzen ist langsamer und die Konzentrationsänderung der Enzyme ist nicht so groß wie bei den Prokaryoten. Bei Hefe dauert die Induktion von β-Galactosidase viel länger als bei E. coli, auch die Erhöhung der Enzymaktivität beträgt das 10-fache und nicht das 1000-fache. Das Enzym Tryptophan-2,3-oxygenase, das in den Leberzellen von Vertebraten gefunden wird, ist induzierbar, aber die Induktion erfordert viele Stunden.

Neben der B-Form der DNA-Doppelhelix gibt es eine Z-Form. In Z-DNA ist die Doppelhelix linkshändig, wobei jedes Polynukleotid Sequenzen von abwechselnden Purinen und Pyrimidinen enthält. Eine Reihe von Beobachtungen legt nahe, dass Z-DNA eine Rolle bei der Regulation der Genexpression spielen könnte. Z-DNA wird beispielsweise im transkriptionell aktiven Makronukleus von Stylonychia mytilis (einem Protozoon) und in den Interband-Regionen der Speichelchromosomen von Drosophila gebildet. Proteine, die mit Polytänchromosomen von Drosophila assoziiert sind, binden Antikörper, die für Z-DNA spezifisch sind. Einige regulatorische Proteine ​​scheinen an Z-DNA, aber nicht an B-DNA zu binden, einschließlich des zuvor beschriebenen Katabolit-Aktivatorproteins.

2. Calciumionen und Calmodulin:

In den letzten Jahren wurde ziemlich deutlich, dass Calciumionen eine sehr wichtige Rolle bei der Regulation bestimmter Aktivitäten in eukaryontischen Zellen spielen. So werden beispielsweise so unterschiedliche Phänomene wie Zellmotilität, Muskelzellkontraktion, Chromosomenbewegung, Endozytose, Exozytose, zyklischer Nukleotidstoffwechsel, Phosphorylierung von Proteinen und Glykogenstoffwechsel durch den Ca 2+ -Spiegel im Zytosol beeinflusst. Einige der Wirkungen von Calciumionen werden durch ein spezifisches Calcium-bindendes Protein namens Calmodulin (Abb. 11-16) vermittelt, das in fast allen Zellen vorkommt.

Calmodulin ist ein kleines Protein (sein Molekulargewicht beträgt 16.720), das aus einer einzelnen Polypeptidkette mit 149 Aminosäuren besteht. Besonders interessant ist der Befund, dass seine Primärstruktur bei allen bisher untersuchten Spezies im Wesentlichen gleich ist, was darauf hindeutet, dass sich das Protein im Laufe der Evolution kaum verändert hat.

Jedes Calmodulin-Molekül bindet vier Calciumionen und sein häufiges Vorkommen in Eukaryoten legt nahe, dass es zusammen mit Ca 2 + eine universelle regulatorische Funktion hat. Wenn Ca 2+ in das Cytosol eindringt, wird es von Calmodulin zu einem Komplex gebunden, der dann die Zellaktivität beeinflusst, indem er mit bestimmten anderen Proteinen interagiert. Einige der vom Ca 2 + – Calmodulin-Komplex betroffenen Proteine ​​sind Strukturproteine, aber die meisten scheinen Enzyme zu sein.

Zum Beispiel dient der Ca 2 + -Calmodulin-Komplex dazu, eine Familie von Enzymen, die Proteinkinasen genannt werden, direkt zu aktivieren. Welche Proteinkinasen aktiviert werden, kann von der Ca 2+ -Menge im Cytosol abhängen. Dies liegt daran, dass Calmodulin bis zu vier Calciumionen binden kann und ein Komplex, der nur ein Ca 2+ enthält, ein anderes Enzym aktivieren kann als ein Komplex, der zwei Ca 2+ enthält (und so weiter). Die Wirkung des Ca 2+ – Calmodulin-Komplexes auf den Zellstoffwechsel kann indirekt sein.

Zum Beispiel wirkt der Ca 2 + -Calmodulin-Komplex, um die Adenylatcyclase-Aktivität in den Plasmamembranen von Zellen auszulösen, und dies führt zur Produktion von cAMP. Die Rolle von cAMP als „Second Messenger“, der den Zellstoffwechsel beeinflusst, wird unten diskutiert. Zusätzliche Beispiele für die Art und Weise, in der Calmodulin und Ca 2 + den Zellstoffwechsel regulieren, sind in Tabelle 11-4 angegeben.

3. Enzyminduktion durch Hormone:

Die Enzyminduktion in prokaryotischen Zellen wird normalerweise durch einen potentiellen Metaboliten ausgelöst (wie die Induktion von β-Galactosidase durch Lactose). As noted above, this form of enzyme induction occurs in some eukaryotic cells as well however, in higher animals there also is a highly developed control system in which hormones act as messengers that coordinate the biosynthetic ac­tivities of cells.

This coordination may take the form of activating (or deactivating) enzymes that already exist in the cell or the effect may be on gene expres­sion, resulting in the production of additional en­zymes. The term “messenger” is appropriate, be­cause the hormones are produced and secreted by one cell (or tissue) and have an effect on a different cell (or tissue).

The two tissues producing and responding to the messenger may be in widely separated parts of the body, the messenger traveling from one site to the other via the bloodstream. Sometimes, the effect of the messenger is to cause the “target” cell to produce and secrete a different hormone (Fig. 11-17a).

From a chemical point of view, hormones are quite diverse. Some hormones (e.g., thyroxin and epineph­rine) are small molecules derived from amino acids and others are proteins (e.g., insulin and erythropoietin) or steroids (e.g., progesterone and Cortisol). Hormones regulate the production of enzymes through a variety of mechanisms. For example, the hormone may be the first messenger among a series of messengers that regulate a metabolic response (Figs. 11-17b and 11-17c). Such hormones attach to receptor sites on the plasma membrane of the “target” cell. The receptor sites consist of specific proteins having high affinities for the hormones.

Hormone binding at a receptor site serves to initiate a response by the cell. Different tissues may be affected by the same hor­mone. The cells in these tissues may contain similar hormone-binding receptors, but the interaction be­tween receptor and hormone is followed by a different cellular response.

In some cases it appears that the hormone receptor of the target cell is associated with an enzyme in the plasma membrane. Hormone binding by the receptor changes the receptor-enzyme complex and activates the enzyme. Once activated, the enzyme catalyzes a reaction that forms a second messenger that passes into the cytosol and triggers further responses in the target cell.

The most common second messenger is cyclic AMP. It is formed by the enzyme adenylate cyclase, a membrane-bound enzyme associated with hormone receptor sites. cAMP produced by adenylate cyclase acts as a second messenger in metabolic pathways associated with the breakdown of glycogen and tri­glycerides (Fig. 11-18). cAMP appears also to be in­volved in cellular reactions that produce and secrete hormones.

The cellular response induced when cAMP acts as a second messenger continues for only a brief period be­cause of the presence of phosphodiesterases in the cy­tosol. These enzymes degrade cAMP, producing the inactive, qoncylic mononucleotide 5′-AMP. Calcium ions also act as second messengers. Some surface receptors are associated with channels through the plasma membrane. When the receptor binds the first messenger (i.e., the hormone) the channel is opened temporarily and Ca 2+ enters the cell. Once inside the cell, the Ca 2+ is bound by specific proteins such as calmodulin.

The activation of en­zymes by calmodulin was described earlier. It turns i out that many of the enzymes activated by cAMP are also activated by Ca 2 + -calmodulin and Ca 2 + – calmodulin affects the activities of enzymes that form and degrade cAMP. In turn, cAMP influences the plasma membrane channels through which Ca 2 + passes by phosphorylating the proteins that line these channels.

Cyclic GMP (cGMP), like cAMP, activates certain protein kinases. However, cGMP does not appear in response to the binding of hormones by plasma mem­brane receptors. Rather, the level and activity of cGMP appear to increase as the intracellular level of free Ca 2 + increases.

“Double” Second Messengers:

Many hormone re­ceptors are associated with a group of plasma mem­brane phospholipids called polyphosphoinositides. Binding of the first messenger (hormone) to the recep­tor initiates the breakdown of the membrane-bound polyphosphoinositides, thereby forming diacylglycerol and inositol triphosphate.

The diacylglycerol en­ters the cytosol where it acts as a second messenger, activating a protein kinase (Fig. 11-19). (The protein kinase activated by diacylglycerol has different prop­erties than the protein kinase activated by cAMP and Ca 2 + -calmodulin.) The inositol triphosphate produced in the plasma membrane also enters the cytosol and acts as a second messenger. When inositol triphos­phate reaches the intracellular membranes, it induces the release of Ca 2 + . Ca 2 + released into the cytosol then activates certain proteins such as calmodulin.

4. Effects of Hormones on Gene Expression:

The binding of certain hormones to plasma membrane receptors is followed by internalization. Internaliza­tion takes the form of an infolding of that portion of the plasma membrane containing the receptor- hormone complex, thereby forming a vesicle.

The vesi­cle subsequently fuses with a Golgi body or lysosome, the enzymes of which pre­sumably alter the receptor-hormone complex. Ulti­mately, a product is formed that enters the cell nu­cleus where it interacts with the genome, thus altering gene expression.

Steroid hormones (e.g., estrogen and progesterone) (first messenger) enter the target cell by passing directly through the plasma membrane and into the cytosol. Within the cy­tosol, the hormones combine with receptor molecules and the complexes then migrate to the cell nucleus, where they have a direct impact on the expression of certain genes (Fig. 11-20).

In vitro studies using chick oviduct cells have shown that the hormone estrogen enters the cytosol to form a hormone-receptor com­plex that migrates to the cell nucleus and induces the increased rate of transcription of the genes for lysozyme and ovalbumin.

5. Protein Phosphorylation and Metabolic Control:

Phosphorylation by protein kinases appears to be one of the major mechanisms for activating and inactivat­ing a great number of enzymes and thereby control­ling many processes in eukaryotic cells. Generally speaking, many enzymes in degradative (catabolic) pathways are activated by phosphorylation, whereas the enzymes in synthetic (anabolic) pathways are inac­tivated by phosphorylation.

Protein kinases activated by Ca 2 + -calmodulin, cAMP, and diacylglycerol phosphorylate key enzymes of glycolysis and other bio- degradative pathways and thereby activate these pathways. The protein kinases also phosphorylate key enzymes in glycogen metabolism, gluconeogenesis, fatty acid synthesis, cholesterol synthesis, and protein synthesis and thus inactivate these pathways. Protein kinases catalyze protein phosphorylation using ATP as the source of phosphate.

Protein phosphatases are enzymes that catalyze the removal of phosphate from phosphorylated enzymes (or other proteins). It has been proposed that protein phosphatases also function in metabolic control be­cause they can dephosphorylate glycolytic enzymes and thereby inactivate them and can dephosphorylate glycogen-synthesizing enzymes and thereby activate them.

Although the evidence is not yet available, it is likely that protein phosphatases dephosphorylate the enzymes of gluconeogenesis, fatty acid synthesis, cho­lesterol synthesis, and protein synthesis and therefore activate these enzymes as well.

6. Amplification of Signals:

Signals to cells in the form of a few molecules of a hor­mone or other first messenger are greatly enhanced by mechanisms that use second messengers, double messengers, or even third messengers. Although only a few molecules of the first messenger may bind to the surface receptors, they activate enzymes each of which produces many copies of the second messenger. If additional messengers are produced by enzymes ac­tivated by second messengers, thousands of signals will be produced in the cytosol within a very short time.

7. Repression of the Genome in Eukaryotes:

Unlike prokaryotic cells, the cells of higher animals and plants undergo extensive differentiation, forming ‘ tissues that have specific and limited physiological roles. Yet most differentiated cells of higher plants and animals contain complete genomes.

This implies that large segments of the genome are repressed and go unexpressed. RNA-DNA saturation hybridization experiments indicate that only 6- 30% of the genome is expressed. In some cases, the repression is reversible.

For example, when differenti­ated carrot root cells are isolated and grown in tissue culture, new differentiated cells are produced, includ­ing cells that are characteristic of vascular tissue, storage tissue, and epidermal tissue. However, in many differentiated cells, such as nerve and muscle cells of higher animals, large portions of the genome are permanently repressed.

The mechanism of gene repression of eukaryotic cells is not yet clear. The chromosomes of eukaryotic cells contain large quantities of proteins and RNA in addition to DNA (Table 11-5), and over the years these have been considered potential repressors. How­ever, their chemical properties do not adequately sup­port such a contention.

For example, Stedman and Stedman proposed as long ago as the 1940s that the histones might act as gene repressors. However, there are only five major classes of histones in eukaryotic cells and they occur in about equal amounts, with little variation between different tissues of an organism or between species.

It would therefore appear that his- tone function is more fundamental. If the histones do have repressor activity, then the effect is nonspecific. Electrophoretic analysis of the non-histone proteins in chromatin reveals that they occur in much greater variety than the histones. However, their diversity is insufficient to support the contention that they play a role in gene repression.

8. The Britten-Davidson Model of Gene Regulation in Eukaryotes:

Although several models have been proposed to ex­plain gene regulation in eukaryotes, none has been documented with evidence that would give it the de­gree of certainty that surrounds the Jacob-Monod operon model for prokaryotic cells. However, the model proposed by R. Britten and E. Davidson in 1969 has attracted a great deal of attention.

According to this model (Fig. 11-21), the nuclear chromosomes con­tain DNA sequences called sensor genes that recog­nize various cellular substances such as metabolic in­ducers (substrates), hormone-receptor complexes, or regulatory nucleotides (e.g., ppGpp).

When the in­ducer enters the nucleus, it binds to the sensor and promotes the transcription of an adjacent integrator gene whose product is a specific activator RNA. The activator RNA can attach to appropriate DNA se­quences that constitute receptor sites on either the same or a different chromosome. Presumably, the function of the activator would be analogous to that of the cAMP-CAP for prokaryotes.

The binding of the activator to a receptor site promotes transcription of adjacent structural genes. After undergoing some modification called “processing” the mRNA transcript leaves the nucleus and is translated into protein.

A number of elaborate modifications of the basic model can explain the variations in gene expression and differentiation in eukaryotes. For example (Fig. 11-22a), a number of different sensor genes (S1, S2, and S3) on binding different inducers (I1, ICH2, and I3) promote the formation of different activator RNA molecules (a, b, and c) by their companion integrator genes.

The presence of multiple receptor sites for each structural gene (i.e., L, M, and N) would imply that different combinations of structural genes would be transcribed, depending on binding of the various activators to their respective receptor sites. The bind­ing of an activator to any one receptor would trigger transcription of the adjacent structural gene.

In an alternative model (Fig. 11-22b), transcription of structural genes in various combinations results from the binding of a specific inducer. In this varia­tion, the sensors initiate activator synthesis in a num­ber of adjacent integrator genes, and each activator then associates with one receptor.

The models have a number of interesting possibilities and are supported by the observation that a large proportion of the DNA in eukaryotic cells (e.g., 40% in calf thymus gland cells) consists of repeated nucleotide sequences that are too small to be structural genes these, perhaps, are receptor sequences.

9. Compartmentalization:

A final regulatory mechanism in eukaryotic cells is the physical separation and isolation of groups of enzymes within membranous boundaries, that is, specific groups of enzymes are compartmentalized within the cellular organelles. For example, in both plant and an­imal cells the enzymes of the tricarboxylic acid or Krebs cycle are physically separated from those of glycolysis because the former are confined within mi­tochondria and the latter are present in the cytosol.

In plant cells, the enzymes of the dark re­actions of photosynthesis are physically isolated within chloroplasts. The enzymes of the glyoxylate cycle are compartmentalized in micro- bodies, whereas many of the cell’s power­ful hydrolytic enzymes are restricted within the lysosomes.

Many of these compartmentalized enzymes act on substrates or employ cofactors that are produced by enzymes that are restricted to other parts of the cell. Regulation of the transport of these compounds across cellular membranes from one cell compartment to another affords yet another level at which the con­trol at metabolsim can be exercised.


Enzyme with high potential for new cancer treatment identified

A team of researchers from the Biology department at the TU Darmstadt has identified an enzyme that separates DNA replication from repair. This discovery could be of tremendous significance in the treatment of tumours. The scientists have now published the results of their research in the renowned research journal Molekulare Zelle.

Several essential processes take place in separate compartments within a cell. The cell's most important asset, DNA, is packed inside the cell nucleus, and a veritable armada of proteins is responsible for the organisation, replication and protection of the DNA. Many of these proteins perform a number of tasks, for instance possessing functions at the replication fork and repairing damage to DNA. Most of the mechanisms for the individual functions of these proteins are understood, but there has as yet been little research into the coordination and regulation between the various processes.

Biologists at the TU Darmstadt under Prof. Dr. Markus Löbrich and Dr. Julian Spies have collaborated with their colleagues at the University of California in Davis and identified a protein kinase called Nek1 that promotes the repair of DNA double-strand breaks and separates this repair from replication. Nek1 switches on the motor protein Rad54 only after the completion of replication in order to finalize the repair process. This is of physiological relevance because during replication, Rad54 possesses additional functions at the replication fork, and premature activation of Rad54 results in a major disturbance of the replication process, report the Darmstadt-based researchers in the renowned research journal Molekulare Zelle.

Use in cancer treatment

This discovery has a very high potential for use in the development of entirely new kinds of cancer treatments. Finding inhibitors that block the function of Nek1 would lead to a loss in the repair function. Tumour cells in particular would suffer from this loss of function in Nek1, since they experience a tremendous amount of DNA damage during their uncontrolled growth. The scientists suspect that the inhibition of Nek1 could be associated with an accumulation of unrepaired DNA damage in these cells that could cause the tumour cells to die. The team of researchers plans to continue to investigate these assumptions over the coming years.


Nutrition Needs for Cancer Survivors

After completion of cancer treatment, and assuming good health, calorie needs may be the same as other healthy adults without a history of cancer. According to the U.S. Dietary Guidelines 2015-2020, healthy women generally require 1,600 to 2,000 calories daily to maintain weight, and men require 2,000 to 3,000 per day.

Of course, individual calorie requirements can be more personalized and based on activity level, weight status, age and health status. The Recommended Dietary Allowance for protein in healthy adults is a modest 0.8 grams per kilogram of body weight, or 56 grams daily for a person weighing 154 pounds and 72 grams daily for someone weighing 198 pounds.

For long-term health after cancer treatment, a high-quality diet matters and may extend life in cancer survivors, according to research published in the December 2016 issue of Nutrition Reviews.

For people with a history of cancer, the Academy of Nutrition and Dietetics recommends a diet that emphasizes fruits, vegetables, whole grains, beans, lentils and nuts, and limits refined grains, added sugars, red meat and alcohol. This diet pattern is also heart-healthy and is linked to reducing the risk of other health problems. Since more research is needed in the area of nutrition and cancer survivorship, talk to your doctor and dietitian about a long-term eating plan that is right for you.