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SUMO lindert den Stress in der Zelle

Unsere Körperzellen sind in ständigem Stress. Sonnenlicht, Zigarettenrauch etc. belasten die Zellen und führen zur Bildung von Sauerstoffradikalen. Ein dauerhaft veränderter Redox-Status wird bei Krankheiten wie Alzheimer, rheumatoider Arthritis, Krebs und auch bei alten Menschen beobachtet. Das kleine Eiweiß SUMO (Small Ubiquitin-related MOdifier) scheint hier helfend eingreifen zu können.

SUMO ist ein winziges Protein, das vorübergehend an andere Proteine angeheftet wird. Das Eiweiß wirkt wie ein Schalter. Die Anheftung von SUMO-Proteinen an größere Proteine verändert deren Aktivität, Stabilität oder Aufenthaltsort in der Zelle. Ohne SUMO sind unsere Zellen nicht lebensfähig. Entdeckt wurde das Protein allerdings erst vor neun Jahren. Seither beschäftigen sich viele wissenschaftliche Arbeiten mit seiner Funktionsweise. So ist z. B bekannt, dass Zellen auf das Vorkommen von reaktiven Sauerstoffspezies mit "DeSUMOylierung" - dem Abspalten von SUMO-Proteinen von den Zielproteinen reagieren. Besonders Proteine, die eine zentrale Rolle bei der Antwort auf oxidativen Stress spielen, werden sehr schnell deSUMOyliert. Hierzu gehören die Transkriptionsfaktoren c-Fos und c-Jun.

Um zu klären, wie es zu der Sauerstoff-vermittelten DeSUMOylierung kommt, untersuchten Dr. Guillaume Bossis und Prof. Dr. Frauke Melchior vor kurzem die unmittelbare Reaktion der SUMOylierungs-Maschine auf Wasserstoffperoxid. Es zeigte sich, dass der reaktive Sauerstoff mit SUMO-anheftenden Enzymen reagiert und dadurch die Anheftung von SUMO an seine Zielproteine verhindert. Unter dem Einfluss von Wasserstoffperoxid bilden sich spezifische Disulfidbrücken zwischen zwei Enzymen, wodurch diese inaktivert werden. DeSUMOylierungen überwiegen dann gegenüber SUMOylierungen. Transkriptionsfaktoren wie c-Fos und c-Jun werden vorübergehend aktiviert und vermitteln in dieser Zeit die zelluläre Antwort auf den oxidativen Stress.

Es ist möglich, dass die umkehrbare Hemmung der SUMOylierung parallel oder ergänzend zu der umkehrbaren Hemmung von Phosphatasen den Zellen erlaubt, Signale von außen in den Zellkern zu vermitteln, wo die Aktivität von Ziel-Genen gesteuert wird. ral

Quelle: Pressemitteilung der Universität Göttingen vom 2.2.2006

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