lördag 22 december 2012

Prenylaatiosta. Eräs väitöskirja


Tänään kirjastossa käydessäni lainasin  nivelreuman ja ateroskleroosin kehittymistä tutkivan väitöskirjatyön
http://hdl.handle.net/2077/28962 

Omar Khan. Defining the role of GGTase-I in the development of rheumatoid arthritis and atherosclerosis. ISBN 978-91-628-8483-3  University of Gothenburg, May 2012.
Tämä entsyymi GGTaasi-I  on geranylgeranyltransferaasi tyyppi I.
Muita lyhennyksiä ja termejä mitä väitöskirjassa esiintyy on mm
FTaasi, farnesyltransferaasi.
GGTI, geranylgeranyltransferaasi inhibiittori
ICMT, isoprenyylikysteiini karboksyylimetyylitransferaasi
MMP matrix metalloproteinaasi
HMG-CoA, 3-hydroxy-3-metyyliglutaryyli-CoAKoska kirjan taustateoriassa esitetään näiten prenyloitujen proteiinien osuudesta kehossa, niin suomennan taustasta jotain johdannon alueelta:
  • CAAX proteiinit

Moni eukaryoottinen proteiini sisältää karboksyterminaalissa ( eli  -COOH päädyssä)   sekvenssin -CAAX, jossa C on cysteiiniaminohappo ja A tarkoitaa jotain alifaattisketjuista aminohappoa ja X on mikä tahansa aminohappo.  Tällainen proteiinin pääty, "CAAX box" , CAAX- motiivi,  stimuloi kolmea posttranslationaalista prosessoitumisaskelta.
 (1) Isoprenylaatio:
Kysteiinipääty farnesyloituu FTaasi-entsyymillä tai  geranylgeranyloituu GGTaasi_I entsyymillä.
(2) Endoproteolyysi:
 Kolme viimeistä aminohappoa pilkkoutuvat irti, ne-AAX aminohapot. Tämän vaikuttaa entsyymi nimeltä  RAS konvertoiva entsyymi 1 (RCE 1)
(3) Metylaatio:
Isoprenyloitunut kysteiini, josta puuttuu nyt aminohappopätkän suoja, metyloituu entsyymillä ICMT.

CAAX- proteiiniperhe on suuri. Siinä on 280 jäsentä, mutta kaikki CAAX- proteiinit eivät käy läpi juuri tällaista modifikaatiota, siis prenylaatiotietä. On todettu, että  ainakin 100  perheen jäsentä käy läpi tällaisen  farnesyyli- tai geranylgeranyylilipidillä modifioitumisen, todennäköisesti juuri näillä entsyymeillä RCE1 ja ICMT.
CAAX- perheessa on muutamia jäseniä, jotka esiintyvät solusignalointikartoissa ja niitä tunnetaan nimillä RAS ja RAS homologi RHO perhe. Ne ovat pieniä GTP-tä sitovia proteiineja. Ne sitoutuvat G-proteiinin heterotrimeerin gamma-alayksikköön ja  tuman laminiiniin prelamiini A ja lamiini B.

  • Mikä on CAAX- proteiinien merkitys ihmiselle? 

Monen taudin patogeneesin selvittelyssä on havaittu näillä CAAX- proteiineilla olevan jotakin osaa.  Kaikkein perusteellisimmin tutkittu CAAX- proteiini on RAS ja siihen proteiinijoukkoon kuuluu N-RAS, K-RAS ja H-RAS:
RAS- proteiinit välittävät signaaleita solupintareseptoreista, jotka edistävät solun elossapysymistä, solun kasvua ja solun proliferoitumista. RAS- proteiineja sijaitsee  pitkin solun plasmakalvon sisäpintaa  RAS- proteiini syntetisoituessaan pääsee kohdentumaan tuohon työpaikkaansa plasmakalvon läheisyyteen sen takia, että  CAAX- motiivi, joka peptidiketjun synteesissä siihen muodostuu, on muokattu posttranslationaalisesti edelläkuvatulla tavalla kolmivaiheisessa prosessissa ( isoprenylaatio, endoproteolyysi ja metylaatio).
 Normaalisti nämä RAS-proteiinit vaihtelevat syklisesti  aktiivia ja inaktiivia  tilaa.  Kun ne ovat sitoutuneena GTP-muotoon ne ovat aktiiveja ja kun neovat sitoutuneet GDP-muotoon, ne ovat inaktiiveja.
 http://www.cell.com/trends/molecular-medicine//retrieve/pii/S1471491412000202?_returnURL=http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1471491412000202?showall=true
G-proteiinin energiapakkaus GTP on Guanosiinitrifosfaatti. GDP on guanosiinidifosfaatti.
 http://www.medscape.com/viewarticle/752416
Mutta jos RAS-.geenissä on tapahtunut jokin somaattinen mutaatio, se voi aiheuttaa , että RAS-proteiini  pysyy pinttyneesti  GTP-sitoutuneessa tilassa ja silloin se  antaa jatkuvaa signalointia ja aiheuttaa onkogeenistä solun muuntumista.  Jopa 30 %:ssa ihmisten syöpäkasvaimista on havaittavissa onkogeeninen RAS-mutaatio. Paksunsuolen kasvaimissa jopa 50%:ssa ja haiman kasvaimissa  90%:ssa.  Myös hematologisissa pahanlaatuisissa taudeissa  on RAS- geenien onkogeeniset mutaatiot tavallisia. Sellaisia tauteja on mm. myeloproliferatiiviset häiriöt ja leukemia.
RHEB, RAS homologi, jota on runsaasti aivoissa on pieni GTPaasi, joka säätelee aktiinin sytoplasmisen tukirungon  järjestymistä ja kasvua. Tuumorisolulinjoissa sitäkin ilmenee ylimäärin.
CENP-E ja CENP-F, sentromeeriin assosioituneet proteiinit, säätelevät mitoosissa kinetokorien mikrotubuluksia ja niitä on mainittu pään ja niskan kasvannaisten yhteydessä.
RHOB on pieni GTPaasi, joka  estää ihmisen tuumorisolujen muuntumisia, mutta ihmisen tuumoreissa se on säätyneenä vaimeaksi.

RHO-proteiiniperhe on toinen hyvin tutkittu GTP-proteiinia sitova CAAX-proteiiniperhe. Tähän perheeseen kuuluvia jäseniä ovat RHOA, RAC1 ja RHOC.  Niitä  mainitaan onkogeenisen muuntumisen yhteydessä ja ne ovat säätyneet ylös ihmisen syövissä.

FBL2, geranylgeranyloitu CAAX- proteiini, on välttämätön hepatiittiviruksen  HCV RNA:lle,  jotta se pystyy replikoitumaan.
Immuunivajeisilla tavallisimman sienitulehduksen aiheuttaja Candida albicans taas vaatii aktiivia entsyymiä  GGTaasi-1.
http://www.nature.com/nrg/journal/v7/n12/box/nrg1906_BX1.html

Eräs  CAAX-proteiini on Prelamiini A, joka on esimolekyyli lamiini A:lle, avainasemassa olevalle rakennemolekyylille tuman laminassa, proteiinipitoisessa verkostossa, joka verhoaa sisempää  tumakalvoa. Prelamiini A  on osana sitä patologiaa, mikä tavataan Hutchinson-Gilford progeria- oireyhtymässä (HGPS, tässä taudissa on nopeutunut  vanhenemisilmiö).  HGPS-mutaatio johtaa
prelamiini A-proteiinin farnesyloituneen ja metyloituneen muodon kertymiseen.

  • Väitöskirjan tarkoituksesta
Kaikkien näiden mainittujen CAAX- proteiinien aktivisuudet ja kyvyt   vaikuttaa tautien patogeneesiin todennäköisesti  vaikuttuvat  CAAX- motiivin posttranslationaalisesta prosessoitumisesta.  Sentakia on olennaista ymmärtää CAAX-proteiinien biokemiallisen prosessoitumisen tiet,  aktivoituminen ja  aktivoitumistilan  vaihtumisia.  Tästä voidaan löytää  sellaisia  tautien taustamekanismeja,joissa piilee assosiaatio  CAAX- proteiineihin  ja  näin voitaisiin tunnistaa mahdollisia lääkkeen kohteita  terapeuttiseen interventioon.
Tämän väitöskirjan tarkoituksena on lisätä ymmärrystä CAAX-proteiinin posttranslationaalisen  prosessoitumisen perustavasta  biokemiallisesta merkityksestä . Asian luotaimena  tutkija käyttää GGTaasi-1 entsyymiä,  (geranylgeranyltransferaasi-1) ja määrittelee sen osuuden  tulehdustautien patogeneesissä."

 Suomennosta 21.12. 2012

Etsin tähän netistä lähteitä, joissa on tekstiä valaisevia kuvia. 






torsdag 20 december 2012

Pähkinälläkin tubia vastaan, kertoo lääkärilehti

Täytyypä suomentaa. 12.12. 2012 päivän   artikkeli Ruotsin Lääkärilehdestä.
Rikstämman uutisia
http://www.lakartidningen.se/07engine.php?articleId=18988
Medicinska riksstämman 2012:  Jordnötter alternativ till antibiotika

Karin Bergqvist kirjoittaa:
Kun tubipotilaat söivät maapähkinöitä niin kahdeksan viikon päästä heillä todettiin väheneviä kliinisiä oireita.  Tämän havainnon kertoi Olle Stendal, kliinisen mikrobiologian professori linköpingin yliopsitosta, missä tästä aiheesta yhdessä Etiopialaisen instituutin kanssa tehtiin tutkimusta.
Mikähän salaisuus maapähkinöissä sitten piilee?
MAAPÄHKINÄT sisältävät hyvin paljon aminohappoa nimeltä arginiini (Arg, R) . Myös sellaisilla potilailla, jotka saivat suoraan arginiinia, oireet vähenivät.  Aminohappo arginiinia tarvitaan kehossa typpioksidin (NO) muodostukseen,  mikä taas puolestaan on immuunipuolustuksen tärkeä osatekijä ja vaikuttaa siltä, että sillä on osuutta myös kehon puolustautuessa tuberkuloosibakteereita vastaan.Kyse on siis luonnollisen immuniteetin  vahvistamisesta. Ja tämä onkin yksi monista strategioista,  jolla voidaan kohdata multiresistenttien tuberkkelibasillien taholta tulevat uhat Olle Stendahlin mukaan.

O Jordnötter innehåller mycket arginin. Också hos patienter som fick arginin direkt minskade symtomen. Aminosyran arginin behövs för bildning av kväveoxid, som i sin tur är en viktig del av immunförsvaret och tycks spela roll för kroppens försvar mot tuberkulosbakterier.  Det handlar alltså om att förstärka den naturliga immuniteten. Och det är en av flera strategier för hur man, enligt Olle Stendahl, kan möta hotet från multiresistenta tuberkulosbakterier, som nu ökar i flera länder.

Tuberkuloosi on edelleen giganttinen ongelma, vaikka paperilla -  kokonaisuutena ajatellen  - -prevalenssikäyrät  viittaavatkin alenevaan suuntaan. Joka vuosi kuolee tuberkuloosiin 1,4 miljoonaa ihmistä ja uusia sairastuneita on 9,4 miljoonaa. Lisäksi siellä missä tuberkuloosia esiinty, on myös usein HIV- infektiota.  maailmassa on 4,5 miljoonaa henkilöä joilla on sekä tuberkuloosi että HIV-infektio.

Trots att alla kurvor för tuberkulosprevalens i världen totalt sett pekar ner, är sjukdomen fortfarande ett gigantiskt problem. 1,4 miljoner människor dör varje år i tuberkulos, 9,4 miljoner insjuknar varje år. Och där tuberkulos finns, finns ofta också HIV. 4,5 miljoner människor i världen är dubbelinfekterade med tuberkulos och HIV.

Eräässä symposiumissa Olle Stendalh luennoi aiheesta  "Olemmeko lähestymässä antibioottiaikakauden loppua? Globaalin maailman haasteet". Symposiumi käsitteli myös multiresistenttien suolistobakteerien  vahvaa lisääntymistä, mikä itse asiassa katsotaan nykyisellään Ruotsin suureksi uhkaksi. Christina Åhren, Länsi-Göötanmaalta  kertoi senkaltaisia  bakteereita diagnosoidun    ensimmäisen kerran 2003 ja nyt ne ovat kolme kertaa niin tavallisia kuin MRSA Ruotsissa.  Kyse on  gramnegatiivisesta ESBL-muodostavasta Klebsiellasta ja E.Coli bakteereista , jotka ovat resistenttejä penisilliineille ja kefalosporiineille.  Jälkimmäinen laji  on sitäpaitsi resistentti karbapeneemeille. Ne vaihtelevat  samalla jonkin toisenkin resistenssin kanssa ja sitten ei olekaan mitään, millä hoitaa, kertoi Christina Åhren. Tänä vuonna maaliskuussa säädettiin myös ilmoittamis-ja tartunnanlähteenjäljittämisvelvollisuus sellaisille suolistobakteereille, joilla on  ns. EBSL-karba-resistenssi.

Olle Stendahl talade på ett symposium med rubriken »Närmar vi oss slutet på antibiotikaeran? Utmaningarna från en global värld«. På symposiet togs också den kraftiga ökningen av multiresistenta tarmbakterier upp, som nu ses som det stora hotet i Sverige. Christina Åhrén, regionala Strama i Västra Götalandsregionen, berättade att sådana bakterier första gången diagnostiserades 2003 och att de redan är tre gånger så vanliga som MRSA i Sverige.
Det handlar om gramnegativa ESBL-bildande Klebsiella och E coli, som är resistenta mot penicilliner och cefalosporiner. Den senaste sorten är dessutom resistent mot karbapenemer.
– De samvarierar ofta med annan resistens, och då finns inget att behandla med, sa Christina Åhrén. Anmälnings- och smittspårningsplikt för tarmbakterier med så kallad ESBL-carba-resistens infördes i mars i år, se även Läkartidningen nr 11/2012
 
Suomennos 20.12.2012

Iso-lignoceric acid , metyltricosanoic acid

ISO-LIGNOSEERIHAPPO
 (esiintyy maksassa) Tyydytetty hyvin pitkäkejuinen 24 hiilen haaroittunut rasvahappo, päätehaarassa on yksi metyyliryhmä(-CH3) hiilessä numero C22.
(Aivoissa on myös joukko C24- koon rasvahappoja, mutta ne eivät ainakaan prioritoidusti ole haarallisia kuten lignoseriinihappo http://fi.wikipedia.org/wiki/Lignoseriinihappo)

Tällainen pitkä haaroittunut rasvahappo vaatii kataboliassaan peroksisomaalista oksidoitumista.

LÄHDE:
Poulos A, Stockham PC, Johnson DW, Paton BC, Beckman K, Singh H.Metabolism of trideuterated iso-lignoceric acid in rats in vivo and in human fibroblasts in culture. : Lipids. 1999 Sep;34(9):943-9. Women's and Children's Hospital, North Adelaide, South Australia, Australia.

(Ilmeisesti fytaanihappo-pristaanihappo fysiologisena pitää yllä ja indusoi järjestelmiä, jotka pystyvät huolehtimaan pitkien haarallisten rasvahappojen kataboliasta yhdeltä osalta.
http://www.biochemsoctrans.org/bst/029/0250/bst0290250f07.gif)

Tyydytetty VLCFA , hyvinpitkäketjuinen (siis yli C22 pituinen rasvahappo) akkumuloituu solussa PEROKSISOMEIHIN, jos on peroksisomaalinen häiriö niiden kataboliassa.

Turn over tapahtumasta on ollut vähemmän tietoa aiemmin ennen vuotta 1999 ja siihen keskittyy tämä artikkeli.

Iso-lignoseerihappo ( iso-lignoceric acid) on rakenteeltaan 22- metyyli(23,23,23,-2*H3)-tri-cosanoic acid, metyyli-trikosaanihappo.

Deuteriumilla* merkattu iso-VLCFA hajosi muodostaen normaalisti vastaavia iso-C16:0 ja iso-C18:0 happoja in vivo ( koe-eläimessä ja ihmisen fibroblastissa).

Mutta jos fibroblasti oli peroxisomipuutteinen ( Zelleweger syndroma), niin ne hajosivat tuskin ollenkaan tai ei yhtään, joten siitä päätellen niiden oksidaatio oli peroksisomaalinen.

 http://link.springer.com/article/10.1007/s11745-999-0444-y#page-7