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Extrazelluläre Kreuzreaktionsprodukte und wie wir sie loswerden
Alle Proteine in unseren Zellen werden regelmäßig
abgebaut und neu synthetisiert, so dass sie nicht viel Zeit haben, Schäden
anzuhäufen. Einige der Proteine ausserhalb unserer Zellen werden dagegen
früh im Leben in Position gebracht und nie erneuert, und andere solche
Proteine werden nur
sehr, sehr langsam erneuert. Diese langlebigen Proteine sind anfällig für
chemische Reaktionen. Zum Glück sind die Funktionen langlebiger Proteine
normalerweise einfach. Sie katalysieren zum Beispiel keine Reaktionen, so
wie Enzyme es tun. Normalerweise haben sie biophysikalische Funktionen.
Sie verleihen einem Gewebe Elastizität (z.B. in der Aterienwandung),
Transparenz (in der Linse des Auges) oder Zugfestigkeit (in den Bändern). Diese Funktionen werden von gelegentlichen Reaktionen
mit anderen Molekülen im extrazellulären Raum nicht besonders stark
beeinträchtigt -- jedenfalls nicht am Anfang. Auf lange Sicht können sie sich sehr
stark bemerkbar machen. Vor allem die Aterienwandungen werden sehr viel
spröder, was zu Bluthochdruck führt. Dieser Elastizitätsverlust wird von
Kreuzreaktionen verursacht, die zwei benachbarte Proteine chemisch
verbinden, die vorher aneinander vorbeigleiten konnten.
Zum Glück haben viele dieser Kreuzreaktionsprodukte
chemisch sehr ungewöhnliche Strukturen, die nicht in anderen Proteinen
oder Molekülen des Körpers vorkommen. Theoretisch könnte man daher
Chemikalien finden, die mit den Kreuzreaktionsprodukten reagieren und sie
auflösen, ohne dass sie ausversehen auch mit irgend etwas reagieren, dass wir
nicht auflösen wollen. Und in der Tat hat eine Gruppe Chemiker vor einigen
Jahren so ein Molekül gefunden. Dieses wurde bereits in vielen verschiedenen
Tieren und auch in Menschen getestet, und es scheint den Blutdruck
merklich zu senken. Diese Chemiker haben die Firma Alteon gegründet, um
das Medikament zu vermarkten. Es heisst ALT-711 und wird noch immer in
klinischen Versuchen getestet. Wir brauchen mehr
Forschungen auf diesem Gebiet. Es gibt noch eine Menge andere Arten von
Kreuzreaktionsprodukten, die ALT-711 nicht auflösen kann. Wir brauchen also
andere Chemikalien, um ALT-711 ergänzen. Einige Kreuzreaktionsprodukte sind
wahrscheinlich zu stabil, als dass sie von einem ungiftigen
kleinen Molekül katalytisch aufgebrochen werden könnten. Es könnte nötig werden, Enzyme
zu finden, die die Auflösung der Kreuzreaktionsprodukte mit der ATP
Hydrolyse koppeln können. (Dazu müssten sie befähigt sein, zwischen dem
extrazellulären Raum und dem Cytoplasma hin und her zu pendeln, da es sehr
wenig ATP im extrazellulären Raum gibt.) Alternativ könnte man auch
Selbstmordenzyme verwenden, so wie das DNA-Reparaturprotein ATase, das mit
einem stabilen Molekül reagieren kann, sich dabei aber selbst inaktiviert.
Das ist machbar, weil die Kreuzreaktionen so langsam sind. Die
zelluläre Energiebilanz würde nicht stark beeinträchtigt.
Vorträge zu diesem Thema auf der IABG 10:
Lakatta
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