“ Die entscheidende Rolle von Coenzym A bei der Stickoxidfunktion war vor dieser Studie völlig unbekannt und unerwartet „, sagte Seniorautor Jonathan Stamler, MD, Professor für Medizin an der Case Western Reserve University School of Medicine und Direktor des Harrington Discovery Institute am CASE Medical Center. „Stickstoffmonoxid wirkt in jeder Zelle und jedem Gewebe des Körpers, um die Zellfunktion zu beeinflussen. Wir versuchen, die grundlegende Kontrolle der Stickoxidbiologie durchzuarbeiten, um die Maschinerie aufzuklären, die ihren Wirkmechanismen zugrunde liegt.“
Coenzym A setzt einen Prozess in Gang, der als Proteinnitrosylierung bekannt ist und Stickstoffmonoxid freisetzt, um die Form und Funktion von Proteinen in Zellen zu verändern und das Zellverhalten zu verändern. Der Zweck der Manipulation des Verhaltens von Zellen besteht darin, ihre Handlungen an die sich ständig ändernden Bedürfnisse des körpereigenen Stoffwechsels anzupassen.
Darüber hinaus identifizierten die Forscher von Case Western Reserve und UH Hunderte von Proteinen, die durch Coenzym A-gesteuerte Proteinnitrosylierung reguliert werden. Es wurde festgestellt, dass viele der neu entdeckten Ziele der Nitrosylierung die zelluläre Energieproduktion beeinflussen. Da Coenzym A selbst als Energiequelle für Zellen dient, kamen die Autoren zu dem Schluss, dass die Nitrosylierung die Hauptbausteine von Zellen wie Fette und Zucker beeinflussen könnte.
„Wir versuchen zu verstehen, wie die Nitrosylierung dafür sorgt, dass Stickoxid seine Spezifität bei der Regulierung der Zellfunktion erreicht. Wir haben neue Enzyme gefunden, die die Nitrosylierung durch Coenzym A regulieren „, sagte Stamler. „Wir wissen, dass aberrante Protein-Nitrosylierung eine häufige Ursache oder Mitwirkende an Krankheiten ist. Wir gehen davon aus, dass diese neuen Enzyme eine Rolle spielen können.“
Während ihrer Forschung untersuchten die Forscher Hefe, um ihre Entdeckungen über Coenzym A und auch eine neue Klasse von Enzymen zu machen, die die Fähigkeit von Coenzym A steuern, Proteine zu nitrosylieren. Diese neu gefundenen Enzyme haben eine tiefgreifende Wirkung auf den Zellstoffwechsel, insbesondere bei der Sterolsynthese (Cholesterinsynthese), indem sie den Signalmechanismus des Zellstoffwechsels und der Proteinnitrosylierung regulieren. Veränderungen des Cholesterinspiegels sind eine häufige Ursache für Atherosklerose und Alzheimer.
„Wir freuen uns, sagen zu können, dass diese neuen Klassen von Enzymen möglicherweise den Einstieg in die Stoffwechselregulation bei Säugetieren ermöglichen und neue Wege und neue Möglichkeiten zum Verständnis des Zellstoffwechsels bieten“, sagte Stamler. „Diese neue Klasse von Enzymen ist in jeder lebenden Zelle vorhanden und steuert metabolische Signalmoleküle und reguliert den Zellstoffwechsel in Organismen von Bakterien bis zum Menschen.“
In Bezug auf die nächsten Schritte werden Stamler und seine Kollegen daran arbeiten, die spezifischen Funktionen jedes Enzyms in der Klasse der Enzyme zu identifizieren, die sie im Laufe dieser Untersuchung entdeckt haben.
Die grundlegenden Entdeckungen dieser neuen Klasse von Enzymen und der Coenzym-A-Funktion könnten einen neuen Weg der wissenschaftlichen Forschung eröffnen. Seine Erkenntnisse verankern die Entwicklung neuer Therapieansätze für Patienten mit Herz- und anderen Erkrankungen.
„Der Zellstoffwechsel ist heute ein heißes Thema, weil Veränderungen im Zellstoffwechsel als Signatur für eine ganze Reihe von Krankheiten dienen“, sagte Stamler. „Unsere Erkenntnisse über diese Zellstoffwechselmechanismen versprechen ein neues Verständnis von Gesundheit und Krankheit.“