Oxidativní a jiné poškození proteinů ve stárnutí kvasinkových buněk a jeho fyziologické efekty (obrana a signalizace)

Abstract

Reaktivní kyslíkové formy (ROS) vznikají v buňkách jako vedlejší produkty aerobního metabolismu. Organismy si proto vyvinuly řadu ochranných mechanismů, které při fyziologických podmínkách zabraňují poškození molekul. Pokud jsou buňky vystaveny stresovým podmínkám, ochranné mechanismy nedokáží poškození zabránit. Hromadění oxidovaných molekul je považováno za jeden z důvodů stárnutí a původce některých onemocnění, jako Friedrichova ataxie, Amylotropní laterární skleróza, Alzheimrova choroba a mnoha dálších. Během oxidativního stresu jsou reaktivní kyslíkové formy vnímány zejména jako faktory vyvolávající oxidaci cysteinových zbytků v transkripčních faktorech, regulačních proteinech a reakčních centrech enzymů. Oxidací ale též dochází ke změně aktivity proteinů a spuštění specifických drah, včetně změn exprese, metabolismu, buněčného cyklu a proteolýzy. Práce ukazuje ochranné mechanismy buňky, ROS a jimi vyvolané oxidativní poškození proteinů, včetně funkce ROS jako důležitých signálních molekul nezbytných pro řadu buněčných procesů.

Reactive oxygen species (ROS) are regularly produced in cells as a by-product of aerobic metabolism. Hence, organisms developed various defence mechanisms, which are able to avoid molecular damages caused by ROS under physiological conditions. In stress conditions, however, such defence mechanisms are not sufficient to avoid molecular damages. Accumulation of oxidized proteins is supposed to be a reason for ageing and many diseases including Friedreich's ataxia, Amylotrophic lateral sclerosis, Alzheimer's disease and many others. During oxidative stress, reactive oxygen species are reflected in oxidation of cystein residues in transcription factors, regulation proteins and active canters centers of enzymes. Oxidative modifications however could lead also to changes in transcription factor activity and activation of specific pathways, including changes in gene expression, cell cycle and proteolysis. This work shows defence mechanisms, ROS and proteins altered by reactive oxygen species that may function as important signalling molecules, which are essential for many cellular processes.