fredag 6 mars 2009

Kolesterolin homeostaasi. PPARgamma

CHOLESTEROL HOMEOSTASIS (1)
PPARgamma osuus

LÄHDE:
Fajas L, Schoonjans K, Gelman L, Kim JB, Najib J, Martin G, Fruchart JC, Briggs M, Spiegelman BM, Auwerx J.
Regulation of peroxisome proliferator-activated receptor gamma expression by adipocyte differentiation and determination factor 1/sterol regulatory element binding protein 1: implications for adipocyte differentiation and metabolism. Mol Cell Biol. 1999 Aug;19(8):5495-503

PPARgamma on tumareseptori (NR), jonka tehtäväpiiri on adiposyyttien erilaistuminen ja insuliiniherkkyys.

PPARgamma= Peroxisome proliferator-activated receptor gamma is a nuclear receptor implicated in adipocyte differentiation and insulin sensitivity.

Tässä vuodelta 1999 peräisin olevassa artikkelissa tutkijat kertovat, että he selvittivät, oliko PPARgamma ilmenemä riippuvainen adiposyyttejä erilaistavasta ja määräävästä tekijästä 1 (ADD-1)/ SREB-1, joka on toinen transkriptiotekijä, mikä liittyy sekä adiposyyttien erilaistumiseen että kolesterolin homeostaasiin (cholesterol homeostasis).

ADD-1 = adipocyte differentiation and determination factor 1
SREBP-1 = sterol regulatory element binding protein 1.(Sterolisäätöiseen elementtiin sitoutuva proteiini)
Ektooppinen ADD-1/SREBP-1 ilmenemä eräissä tutkituissa soluissa indusoi endogeenisia PPARgamma- mRNA pitoisuuksia.
Samansukuinen transkriptiotekijä SREBP-2 myös indusoi PPARgamma esiintymää.

Lisäksi kolesterolin vähentäminen,( jonka tiedetään johtavan SREBP-perheen transkriptiotekijöitten proteolyyttiseen aktivoitumiseen), indusoi PPARgamma esiintymän ja paransi PPRE-käyttöistä transkriptiota.

SREBP-perheen vaikutus PPARgamma esiintymään välittyi PPARgamma1 ja 3 promoottorien kautta. Molemmissa promoottoreissa oli E-box-motiivi sekvenssi, mikä välitti PPARgammageenin säätymistä ADD-1(SREBP-1 ja SREB-2 tekijöitten kautta

Näistä tuloksista voidaan päätella, että PPARgamman esiintyminen on SREBP-perheen transkriptiotekijöitten kontrolloimaa ja osoittaa sellaisia uusia interaktioita transkriptiotekijöitten kesken, jotka voivat säädellä lipidimetabolian eri teitä.

These results suggest that PPARgamma expression can be controlled by the SREBP family of transcription factors and demonstrate new interactions between transcription factors that can regulate different pathways of lipid metabolism

KUVA

PPARgamma aktivaatio adipogeneesissä
http://www.umcutrecht.nl/NR/rdonlyres/AE2CE90B-DFA4-44D4-939B-3721A55B8134/8643/Website_Figure2_2008cropped.jpg

http://www.umassmed.edu/faculty/show.cfm?start=Figures&faculty=272
KARTTA Steroli ja non-sterolien synteesikartta.
http://flipper.diff.org/static/files/14/Chol-CoQ-synthesis-480.gif

HYVÄÄN LIPIDIHOMEOSTAASIIN vaaditaan fysiologinen tasapaino sterolisten ja nonsterolisten mevalonihappotuotteiden kesken. Ne ovat olennaista rekvisiittaa tavallisessa fosfolipidikalvossa, jonka sopivat ominaisuudet ne luovat ( vedenpitävyys ja fluiditeeti, plastisuus ja myös funktioita tehdään niitten avulla).

Tasapino on osittain geeniteitse säätyvä, missä tuote säätelee geeniä, mutta säätelytie voi joutua hankaluuksiin.

Erittäin hyv lähdeteksti mevalonihappotiestä:

http://flipper.diff.org/app/pathways/14
Kts. Kolesterolin, dolikolin, ubikinonin ja dolikolifosfaatin asemia solukalvossa.
06/03/2009 10:46.

tisdag 3 mars 2009

Prenylaatio, sen esto ja Lovastatiini. NOS ja NO

Sarjasta Isopren(5). Lovastatin and prenylation. FTI, GGTI.


NOS entsyymin säätelystä . Typpioxidista, verisuonten tilavuustekijästä, Nitric Oxide (NO) ja LOVASTATIINISTA , kolesterolia laskevasta lääkkeestä, statiinista.

LÄHDE: Jonathan D. Finder, Jennifer L. Litz et al.(1997)

Inhibition of protein geranylgeranylation causes superinduction of Nitric Oxide Synthase (NOS) by Interleukin-1 (IL-1) in vascular smooth muscle sell.

NOS entsyymi

Typpiradikaalilla NO, typpioksidilla on tärkeä merkitys vasoreaktiivisuuden säätelyssä, tromboosien estämisessä ja neurotransmissiossa.

NO tuottuu entsymaattisella reaktiolla, jota katalysoi entsyymi NOS, typpioksidin syntaasi.

Lämminveristen soluissa on kolme eri NOS-entsyymiä.

NOS-1 on neuronaalinen, hermokudoksissa esiintyvät.

NOS-2 on ns. indusoituva.

NOS-3 on endoteliaalinen.

NOS-1 ja NOS-3 ovat konstitutionaalisesti aktiiveja.

NOS-2 ei ilmene solussa, ellei solua triggeröidä sen ilmentämiseen.

Shokin patofysiologiassa havaitaan, että NOS-2 indusoituu soluissa sytokiineista ja bakteerien LPS- lipopolysakkarideista

Shokissa on IL-1 tärkeä sytokiini ja sitä vapautuu TULEHDUKSEN varhaisvaisheessa ja SHOKISSA.

IL-1 sytokiini yksinään pystyy indusoimaan NOS-2 entsyymiä sellaisiin pitoisuuksiin, kuin sytokiiniseokset ja lipopolysakkaridit. IL-1 vaikuttaa tehonsa sellaista signaaliteitä, mitä ei aiemmin ole tarkasti määritelty, mutta se näyttää sisällyttävän MAP-kinaasitien, koska IL-1 aktivoi MAP-kinaasin itsensä ainakin joissain systeemeissä MAP-kinaasikinaasin kautta. Tämä MAP-kinaasi-kinaasivaikutus käsittää pienten GTP-sitoutuvien Ras proteiinien interaktion ( kts. artikkelia proteiinin prenylaatiosta). Raf-interaktio aktivoi tien. Raf on seriini/treoniiniproteiinikinaasi joka on ylävirta-asemassa MAP-kinaasi-kinaasin suhteen

IL-1 pystyy aktivoimaan myös STRESSIN aktivoimat proteiinikinaasit ja p38 kinaasin ( ne ovat erillään MAP-kinaasitiestä mutta mahdollisesti kuitenkin pienten GTP-proteiinien kuten Ras, Rho ja Rac kontrolloimia.

Näiden pienten GTP-proteiinien modulointi on tullut mahdolliseksi, kun on saatu luotua PRENYYLITRANSFERAASIEN inhibiittoreita.

KTS taulukko Ras-superperheestä:

http://www1.elsevier.com/homepage/sab/oncoserve/cl_mr/images/oxford2.gif

PRENYYLITRANSFERAASIT ovat entsyymejä, jotka vastaavat prenyloitujen lipidien liittämisestä proteiineihin ensimmäisenä ja kaikkein kriittisimpänä askeleena peptidiin sen ehkä ainoassa posttranslationaalisessa muokkauksessa ja prosessoinnissa solun sisällä.

Näitä solun sisäisiä entsyymejä ovat FARNESYYLITRANSFERAASI ( FT, tai FTase) , joka liittää 15-hiilen FARNESYYLIN .

ja GERANYLGERANYLTRANSFERAASI ( GGT, GGTase ), joka liittää 20 hiilen GERANYLGERANYYLIN.

Farnesyloituvia proteiineja

Niitten proteiinien joukossa, jotka farnesyloituvat, ovat mm. H-Ras ja tuman laminiinit.

KUVA: laminiini, statiinien vaikutuskohtia soluissa.

http://journals.prous.com/journals/dot/20054104/html/dt410267/images/tarnopolsky_f2.gif

http://www.jenabioscience.com/images/8bd31f7cad/Ras_tree.gif

http://www.cs.stedwards.edu/chem/Chemistry/CHEM43/CHEM43/GTP/superfamille.jpg

Geranylgeranyloituvia

Niitten proteiinien joukossa, jotka geranylgeranyloituvat, ovat Rap 1A, RhoA ja Rac 1.

Joko farnesyloituvat tai geranylgeranyloituvat

On joitakin proteiineja jotka voivat sekä farnesyloitua että geranylgeranyloitua. tällaisia ovat RhoB ja Ki-Ras 4B.

PRENYLAATION ESTÄJIEN ETSINTÄ

Koska farnesylaatio ja geranylgeranylaatio ovat proteiinin funktiolle kriittiset prosessoitumiset, tutkijat alkoivat etsimään vahvoja ja mitä selektiivisimpiä inhibiittoreita eli estäjiä farnesyylitransferaasille (FTase). Nämä ovat FTI. On hahmoteltu myös GGTase -I inhibiittoreita: GGTI

FTI

On osoittautunut, että FTI, farnesyylitransferaasi-inhibiittorit, ovat blokeeranneet onkogeenista Ras- molekyyliä ja reversoineet transformaation, jolloin sytoplasmaan kertyy inaktiivia Ras- Raf- kompleksia. On voitu estää in vivo hiiren ja ihmisen solujen tuumorikasvua.

Lisäksi FTI (Ftase inhibiittori) ei ole myrkyllinen in vivo, mutta ne ovat vähemmän tehokkaita estämään normaalia solukasvua, eivätkä ne estä kasvutekijän(EGF tai PDGF) aktivoimaa MAP-kinaasia.

GGTI

Paljon vähemmän tiedetään geranylgeranyltransferaasin inhibiittoreista (GGTase-I). Mutta ollaan kuitenkin osoitettu, että nämä agenssit antagonisoivat onkogeenista signalointia Ki-Ras 4B, ja vähentävät PDGF:reseptorissa tyrosiinin fosforylaatiota (TK vaikutusta) ja ne blokeeraavat fibroblastien solusyklin G1-faasiin.

Hyvin vähän tiedetään FTI ja GGT-I , näiden estäjien vaikutuksesta muihin soluihin kuin fibroblasteihin.

VAIKUTUS indusoituvaan NOS-entsyymiin.

Singh et al. ovat aiemmin osoittaneet, että FTI blokeerasi IL-1 sytokiinilla stimuloidun NOS-2 induktion ja MAP-kinaasiaktivaation sydämen cardiomyosyyteissä.

Tässä työssä tutkijat puolestaan osoittavat, että GGTI aiheutti IL-1 stimuloiman NOS-2 entsyymin superinduktion sileissä lihassoluissa ja hepatosyyteissä.

LOVASTIINI, veren kolesterolia alentava lääkeaine

Lovastatiini on proteiinin prenylaation estäjä. Se esti sekä farnesylaation, että geranylgeranylaation. Tutkitun solun esikäsittely lovastiinilla johti NOS-2 indusoituvan entsyymin superinduktioon.

Superinduktion reversoi geranylgeranoli (GOH) , mutta ei farnesoli (FOH). Tämä vahvisti edelleen, että juuri geranylgeranylaatio eikä farnesylaatio- oli vastaamassa NOS-2 entsyymin ilmentymisestä.
Tulokset osoittavat myös, että farnesyloidut proteiinit välittävät IL-1 suorittamaa NOS-1 induktiota (Tämä on neuraalinen NOS-1)

Kommenttini:

Farnesylaation ja geranylgeranylaation olennainen osuus nukleaarisessa säätelyssä merkitee, että koko kolesterolitien tarkempi harkinta ja tasapaino on tärkeää, jotta tumorogeenisyys saadaan rauhoittumaan, sillä se on aivan villiintynyt maailmassa. Syöpä on kovin tavallista.

Ollaan keskitytty kolesterolin laskemiseen ennen prenyylirunkojen muodostusta, mutta aivan loputtomiin ei sitäkään voi laskea, vaan on otettava huomioon, että prenylaatiotielle jää funktionaaliset normaalin toteutumisen raamit. esim tumakalvon omat funktiot.

Saattaa olla että mevalonaattitien jatkon kovin vahva kutistaminen nostaa esim rasvaliukoisten vitamiinien tarvetta ja muitten ravinnossa tulevien isopreenien tarvetta. Kasvisruokaa onkin suositeltu runsaasti viime suosituksissa. Niissä tulee paljon näitä luonnon isopreenejä , terpeenjeä ym, karotinoideja jne. Toisaalta niistäkin osa osallistuu tumasäätöön, kuten klorofylliperäiset dietääriset fytaanihappo ja pristaanihappo tuotteet vaikuttaen peroxisomiresursseja säätymään lisää kun senkaltaista ravintoa käytetään.

Lovastatiinin vaikutus tuotti NO- radikaalia, verisuoniston tilavuustekijää, “kehonitroa”, mikä on yksi kolesterolin ja prenyylien vähenemän edullinen vaikutus sydämeen, helpompi hapen saanti. (Statiinin poisveto tietysti vaikuttaa päinvastoin, NO muodostus vähenee).

3.3.2009 13:29