Szadadgyökök, mint szignál molekulák

4.NADPH oxidáz, proteinek, aminosavak és a reaktív oxigén származékok (szabadgyökök)

A NADPH (nikotinamid-dinukleotid-foszfát) oxidáz enzimet először a neutrofil sejtekben (a neutrofil sejtek a fehérvérsejtek egyik csoportja, melyeknek fő funkciója a baktériumok és sejttörmelékek lebontása) mutatták ki, amelyek a szuperoxid gyöktermelés által egy nem specifikus védelmet képviselnek a mikrobák fagocitózisa közben. A NADPH oxidáz felfedezése után ennek további homológjait azonosították a nem fagocita sejtekben is. A fagocita sejtekben lévő NADPH oxidáz nagymértékben hasonlít a nem fagocita sejtekben található NADPH oxidázhoz, a kettő között csupán funkcionális különbség van. Az alapvető eltérések között megemlíthető, hogy a nem fagocita sejtek NADPH oxidáz általi szuperoxid termelése alacsony szintű és a termelt reaktív oxigén alapvetően a sejten belüli szabályzófolyamatokhoz kapcsolódik. A nem fagocita sejtekben található NADPH oxidáz enzim szabályozható a saját maga által termelt reaktív oxigén származékkal. Különböző hatásokra (például citokinek, hormonok, mechanikus stressz) a sejtmembránban lévő NADPH oxidáz megnöveli a sejten belüli tér felé a szuperoxid és a hidrogén-peroxid termelését, ami aktiválja a sejten belüli szignálmolekulákat. Az NADPH oxidáz működésére jó példa az élettani körülmények között zajló funkcionális és esszenciális reaktív oxigén származékok termelésére.

Kevésbé ismert, hogy a proteinek és az aminosavak is rendelkeznek antioxidáns tulajdonsággal. Azaz, az aminosavak és a proteinek képesek semlegesíteni a szabadgyököket – mint a klasszikus antioxidánsok – bár jóval kisebb hatásfokkal. A szabad aminosavak és a proteinek kisebb antioxidáns kapacitásuk ellenére egy jelentős antioxidáns erőt képviselnek, mert a sejten belüli koncentrációjuk nagy. A reaktív származékok az oxidáció által módosítják a proteinek tulajdonságait, amelyek oxidatív érzékenysége eltérő. Az egészséges proteinek sokkal kisebb mértékben érzékenyek az oxidációra, mint a hibás szerkezetűek. Azaz a hibás szerkezetű proteinek nagyobb reaktív oxigén származék befogadóképességgel rendelkeznek, mint az egészségesek. Így a hibás szerkezetű proteinek fokozzák saját maguk degradációját (lebontását) és egyúttal a reaktív oxigén származék ellen is védenek.

Alapvető kölcsönhatás van a klasszikus (de)foszforilációs sejtszignálutak és a reaktív oxigén és nitrogén származékok redox szignálrendszere között. Az enzimatikus (de)foszforilációs szignálutak szabályozhatók az enzim proteinekben lévő aminosavak szabadgyökök általi oxidatív módosításával és a folyamat visszafordítható (reverzibilis) is lehet. A redox szignálfolyamatok esetén a kulcsszereplők és a főbb mechanizmusok jelenleg még alig ismertek.

[download id=”3″]

Dr. Bokkon István Ph.D