Wydalanie ludzkiej mitochondrialnej deformylazy peptydowej, nowy cel antyrakowy antybiotyków na bazie aktynoniny

Wydaje się, że aktywność odkształcalnej peptydazy ogranicza się do syntezy białek rybosomalnych u organizmów prokariotycznych, gdzie nowe peptydy są inicjowane za pomocą N-formylowanej metioniny. Opisujemy tu nową ludzką deformazę peptydu (Homo sapiens PDF lub HsPDF), która jest zlokalizowana w mitochondriach. HsPDF jest zdolny do usuwania grup formylowych z N-końcowych metionin nowo zsyntetyzowanych białek mitochondrialnych, aktywności wcześniej nie uważanej za niezbędną w komórkach ssaczych. Pokazujemy, że aktynonina, peptydomimetyczny antybiotyk, który hamuje HsPDF, hamuje również proliferację 16 ludzkich linii komórek rakowych. Zaprojektowaliśmy i zsyntetyzowaliśmy 33 chemiczne analogi aktynoniny; wszystkie cząsteczki o silnej aktywności przeciwko HsPDF również hamowały wzrost komórek nowotworowych i na odwrót, potwierdzając swoistość docelową. Małe interferujące RNA zahamowanie ekspresji białka HsPDF miało również działanie antyproliferacyjne. Traktowanie komórek aktynązyn prowadzi do depolaryzacji błon śluzowych mitochondriów i wyczerpania ATP w sposób zależny od czasu i dawki; Usunięcie aktynoniny doprowadziło do odzyskania potencjału błonowego, co było zgodne z pośrednim wpływem na łańcuch transportu elektronów. W modelach zwierzęcych, doustna lub pozajelitowa aktynonina była dobrze tolerowana i hamowała ludzki rak prostaty i wzrost raka płuc. Wnioskujemy, że HsPDF jest nowym ludzkim enzymem mitochondrialnym, który może stanowić nowy selektywny cel dla terapii przeciwnowotworowej poprzez zastosowanie antybiotyków na bazie aktynoniny. Wstęp Szlak N-końcowej metioniny wycinającej (NME) jest niezbędnym mechanizmem we wszystkich organizmach (1, 2). Chociaż grupy N-formylowe modyfikują pierwszą metioninę ze wszystkich nowo zsyntetyzowanych białek w cytoplazmie prokariotów i organelli eukariotycznych, to formylo-metionina często nie jest zachowywana i jest odcinana od dojrzałego białka jako część potranslacyjnej modyfikacji, która może być połączona do zasady N-końca regulującej okres półtrwania białek (3). W szlak NME zaangażowane są dwie rodziny enzymów, deformylaza peptydowa (PDF) i aminopeptydaza metioninowa (MAP). PDF usuwa wszystkie grupy N-formylowe i demaskuje grupę aminową pierwszej metioniny, co jest warunkiem wstępnym późniejszego działania MAP (2). Chociaż większość początkowej pracy charakteryzującej PDF koncentruje się na E. coli, rośnie zainteresowanie PDFem jako celem opracowania terapii przeciw innym patogenom. Należą do nich Thermus thermophilus i Bacillus stearothermophilus (4), Staphylococcus aureus (5), Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae (6), Leptospira interrogans (7) i Mycobacterium tuberculosis (8). W rzeczywistości wykazano, że liczne inhibitory PDF wykazują aktywność in vitro przeciwko kilku z tych patogenów i spekuluje się, że te same cząsteczki mogą być stosowane jako antybiotyki o szerokim spektrum działania przeciwko różnym chorobom zakaźnym (9). Opracowanie środków przeciwdrobnoustrojowych ukierunkowanych na PDF może spotkać się z potencjalną przeszkodą. Chociaż pierwotnie uważano, że PDF jest enzymem prokariotycznym, ostatnie wyszukiwania w bazie danych genomu ujawniły eukariotyczne sekwencje podobne do PDF u pasożytów, roślin i ssaków (10), a ostatnie badania wykazały, że te eukariotyczne pliki PDF są aktywne in vitro i in vivo (11-15). Istnieją 3 klasy plików PDF oparte na analizach strukturalnych i sekwencyjnych (16, 17). Typ jest podzielony na 2 podklasy: PDF1a zawiera mitochondrialne PDFy roślin i ssaków, podczas gdy PDF1b zawiera enzymy występujące w bakteriach Gram-ujemnych, niektórych bakteriach Gram-dodatnich i roślinach. Eukariotyczne enzymy PDF1b są skierowane zarówno do plastydów, jak i mitochondriów (10). Pliki PDF typu 2 i typu 3 można znaleźć tylko w bakteriach Gram-dodatnich; jednak pliki PDF typu 3 nie mają przypisanej aktywności deformylazy. Pierwszy zidentyfikowany eukariotyczny plik PDF znajdował się w wyższej roślinie Arabidopsis thaliana. 2 geny podobne do deformylazy w tym kodzie roślinnym dla funkcjonalnych eukariotycznych plików PDF (10). Enzymy te wydają się być zlokalizowane w mitochondriach i plastydach (10, 12), 2 organellach pochodzenia prokariotycznego. Kolejny eukariotyczny PDF został później zidentyfikowany i scharakteryzowany w Plasmodium falciparum, pierwotnym pasożycie odpowiedzialnym za malarię u ludzi (11). Ta aktywna katalitycznie deformylaza (PfPDF) jest hamowana przez aktynominę i inne znane inhibitory PDF, co sugeruje, że PfPDF jest potencjalnym celem terapii przeciwmalarycznych (11, 18). Ludzki gen Pdf zawiera 2 eksony na chromosomie 16, a produkt genu jest homologiczny z innymi scharakteryzowanymi plikami PDF, choć z pewnymi znaczącymi różnicami. Okazuje się, że ludzki mRNA Pdf ulega ekspresji na tym samym poziomie we wszystkich typach ludzkich tkanek (10). Niedawno, my i inni badacze wykazaliśmy, że ludzki PDF wyrażony metodą rekombinacji (Homo sapiens PDF lub HsPDF) jest aktywny in vitro (13-15)
[hasła pokrewne: błonnik witalny opinie lekarzy, największa wagina na świecie, jak radzić sobie po rozstaniu ]
[patrz też: jak radzić sobie po rozstaniu, bytovia hpu, bytovia hpu pl ]
[przypisy: jak radzić sobie po rozstaniu, bytovia hpu, bytovia hpu pl ]