Wissenschaftler entdecken einen molekularen Schalter, der die Lebenserwartung steuert

Ein einzelnes Protein kann Alterungssignale effektiver steuern als eine Gruppe.

Jüngsten Forschungsergebnissen zufolge kann CHIP die Insulinrezeptoren effektiver kontrollieren, wenn es alleine wirkt, als wenn es zu zweit wirkt. Bei zellulärem Stress tritt CHIP häufig als Homodimer auf – eine Konjugation zweier identischer Proteine ​​– und dient in erster Linie dazu, defekte und fehlerhafte Proteine ​​zu zerstören. Somit reinigt CHIP die Zelle. Dazu verbindet CHIP mit den Helferproteinen eine Kette des kleinen Proteins Ubiquitin mit den denaturierten Proteinen.

Dadurch erkennt und eliminiert die Zelle defekte Proteine. Darüber hinaus steuert CHIP die Insulinrezeptor-Signaltransduktion. CHIP bindet an Rezeptoren und baut diese ab, wodurch die Aktivierung lebensverlängernder Genprodukte verhindert wird.

Forscher aus Universität zu Köln Durch Versuche mit menschlichen Zellen und dem Fadenwurm Caenorhabditis elegans wurde nun gezeigt, dass CHIP sich auch selbst als Ubiquitin kennzeichnen kann und so die Bildung seiner Dimere verhindert. Das CHIP-Monomer reguliert die Insulinsignalisierung effektiver als Dimere. Die Forschung wurde von der Exzellenzgruppe für zelluläre Stressreaktionen bei altersbedingten Erkrankungen (CECAD) der Universität zu Köln durchgeführt und kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht. molekulare Zelle.

Ob CHIP alleine oder als Paar funktioniert, hängt vom Zustand der Zelle ab. Unter Stress gibt es zu viele denaturierte Proteine ​​sowie Helferproteine, die an CHIP binden und dessen Ubiquitylierung verhindern, die eine Selbstmarkierung mit Ubiquitin ist“, sagte Vishnu Balaji, Erstautor der Studie, „nachdem CHIP die Defekte erfolgreich entfernt hat Proteine, es können auch hydrolysierte Proteine ​​identifiziert werden. Dadurch kann CHIP allgegenwärtig sein und wieder als Monomer fungieren“, erklärte er.

Damit der Körper reibungslos funktioniert, muss also ein Gleichgewicht zwischen dem einseitigen und dem dualen CHIP-Zustand bestehen. „Interessanterweise scheint das Monomer-Dimer-Gleichgewicht von CHIP bei neurodegenerativen Erkrankungen gestört zu sein“, sagt Thorsten Hoppe. Bei spinozerebellären Ataxien zum Beispiel sind verschiedene CHIP-Stellen mutiert, und sie fungieren meist als Diploide. Hier wäre der Wechsel zu mehr Monomeren ein möglicher Therapieansatz.“

Im nächsten Schritt wollen die Wissenschaftler wissen, ob es noch weitere Proteine ​​oder Rezeptoren gibt, an die das CHIP-Monomer bindet und so seine Funktion reguliert. Forscher interessieren sich auch dafür, in welchen Geweben, Organen und Krankheiten CHIP-Monomere oder -Dimere vermehrt vorkommen, um in Zukunft gezieltere Therapien entwickeln zu können.

Referenz: „Ein Bi-Monomer-Schalter, der die chipabhängige Substratdiffusion und -verarbeitung steuert“ von Vishnu Balaji, Leonie Muller, Robin Lorenz, Eva Keefe, William H. Camacho, Wojciech Bokrizo und Thorsten Hobe, 25. August 2022, hier verfügbar. molekulare Zelle.
DOI: 10.1016 / j.molcel.2022.08.003