Einige der größten Erkenntnisse in der Krebs-und wie Sie zu behandeln, kommen, wenn Grundlagenforscher und Krebs Biologen und Kliniker zusammenarbeiten.
Eine solche Zusammenarbeit team an der Medizinischen Universität von South Carolina (MUSC) berichtete kürzlich in Nature Communications“ , dass Sie gewonnen hatte, 3-D structural Schnappschüsse von dem Enzym Cdc34, ein wichtiger regulator der Zell-Biologie und ein Ziel für Krebsmedikamente.
Diese Strukturen, zusammen mit Studien an menschlichen Zellen haben gezeigt, wichtige Funktionen dieses Enzyms, die wichtig sind für seine Regelung der Zelle Wachstum und Aktivität. Diese einzigartigen Eigenschaften könnten die Chancen für das rationale design von neuartigen Krebs-Therapeutika.
Das team wurde geleitet von den Nationalen Instituten von Gesundheit-finanzierten Forscher Shaun K. Olsen, Ph. D., assistant professor in der Abteilung von Biochemie und Molekularbiologie an der MUSC und ein Mitglied der Entwicklungs-Krebs-Therapeutika-Programm an hollings erstellt Cancer Center.
Sie enthalten Biochemiker, die studieren, wie der Körper Proteine-Funktion auf molekularer Ebene, und Krebs Biologen und Kliniker, die könnten erweitern die Erkenntnisse in einem biologischen Kontext, in menschlichen Krebs-Zellen.
„Ich konzentriere auf Cdc34 in Erster Linie wegen seiner klinischen Relevanz“, sagte Katelyn Williams, der erste Autor der veröffentlichten Forschung und eine MUSC M. D./Ph. D. student. „Meine klinischen Interesse ist die Pädiatrische Hämatologie/Onkologie, und Cdc34 ist ein entscheidender regulator für viele biologische Prozesse und Funktionen, die ungewöhnlich in vielen Krebsarten.“
Cdc34 ist ein zentraler Spieler in einer Kaskade von E1-3 Enzyme, die in Wechselwirkung mit dem Signalmolekül ubiquitin zu regulieren, Zelle Wachstum und Aktivität.
Innerhalb dieses Systems, Cdc34 Etiketten Proteine, die normalerweise blockieren das Wachstum der Zellen mit ubiquitin, in einer Weise, die speziell auf Sie für die Entsorgung durch das zelluläre trash compactor-Biologen nennen das Proteasom.
Wenn Cdc34 ist nicht in der Lage richtig zu funktionieren, diese negative Regulatoren des Zellwachstums häufen sich und Bremsen das Wachstum der Zellen, die die Funktion, die macht ist von Interesse für die Krebs-Therapeutika.
Die Entwicklung einer Therapie zum Ziel der E1-Enzym, das an der Spitze der Kaskade und wirkt sich auf alles, was darunter, könnte unbeabsichtigte Folgen haben. Stattdessen targeting-Cdc34, ein E2 Enzym weiter unten in der Kaskade, könnte genauso effektiv und wesentlich sicherer.
„Wenn Sie das Ziel der E1-Enzym, alles hinter es wird ausgeschaltet, die enthält Tausende verschiedener Wege,“ erklärt Olsen. „Wenn Sie gezielt eines der E2s, es ist jedoch nur ein kleiner shunt, der das gesamte repertoire von ubiquitin-Wege, ausgeschaltet zu werden, während alles andere normal funktionieren kann. Es würde stellen eine weit genauere Ansatz.“
Um zu verstehen, wie am besten, um den Gegner Cdc34, das team musste zunächst besser zu verstehen, seine Struktur. Die Struktur eines proteins ist der Schlüssel zur Interaktion mit anderen Molekülen und führt Ihre zellulären Aufgaben.
Olsen und Williams isolierte das protein aus Hefe und menschlichen Zellen und erhielten eine Reihe von strukturellen Momentaufnahmen von Cdc34. Dieses erlaubt Ihnen, zu bestimmen, wie es klickt, zusammen mit einem E1 Enzym und ubiquitin-wie puzzle-Stücke. Die MUSC-team gefunden, dass es so über die eindeutigen änderungen in der Form.
„Die große Sache ist, dass wir in der Lage, um zu sehen, diese 3-D-Unterkunft durch das E1-Enzym zu ‚wackeln‘ Cdc34 in seine E2-Bindungsstelle“, sagte Williams. „Wir fanden auch, das wir nicht gesehen hatte zuvor, dass Cdc34 ändert sich auch Ihre Form, um die Interaktion mit der E1.“
Nach der Erkundung dieser mit Proteinen aus Hefe, Olsen und Williams arbeitete mit hollings erstellt Krebs-Forscher Alan Diehl, Ph. D., und sein Labor, um zu bestätigen das Phänomen in menschlichen Krebs-Zellen als auch.
Weil viele der details des Cdc34 Mechanismus entdeckt wurden in dieser Arbeit, sind einzigartig für dieses bestimmte Enzym, kann es möglich sein, medizinische Wissenschaftler zum Ziel Cdc34, die speziell als Mittel der Entwicklung von neuen Krebs-Therapeutika.
Während der Medikamenten-Entwicklung kann in der Zukunft für Cdc34 und die Proteine bindet, ist viel mehr Arbeit bleibt, bevor Sie diese Ergebnisse auf die klinische Versorgung.
Aber das mindert nicht die Bedeutung dieser Arbeit und die hervorragenden Beispiel für die biomedizinische Forschung.