Gelonina
Gelonina jest białkiem inaktywującym rybosomy typu 1 i toksyną o masie około 30 kDa występującą w nasionach himalajskiej rośliny Gelonium multiflorum. W bezkomórkowych gelonina wywiera silną aktywność N-glikozydazy na jednostkę 28S rRNA eukariotycznych rybosomów poprzez odszczepianie adeniny w miejscu 4324. Gelonina nie ma domen wiążących węglowodany, więc nie jest w stanie przekroczyć błony komórkowej, co czyni ją wysoce skuteczną tylko w układach bezkomórkowych.
Struktura
Gelonina jest białkiem o masie 30 kDa . Gelonin jest dimerem, składającym się z dwóch identycznych monomerów. Każdy monomer składa się z 251 aminokwasów , w sumie 502 reszt. Gelonina jest klasyfikowana jako białko (α + β), ponieważ jej drugorzędowa struktura składa się zarówno z arkuszy beta , jak i helis alfa . Pierwsze 100 aminokwasów każdego monomeru tworzy 10 arkuszy beta, podczas gdy ich ostatnie 151 aminokwasów tworzy 10 helis alfa. Dwa dimery Geloniny są stabilizowane przez oddziaływania hydrofobowe i wiązania wodorowe. W szczególności reszty Asn22, Arg178, Asn180 i Lys237 każdego monomeru ze sobą wodorem , aby ustabilizować cząsteczki. Podobnie, reszty hydrofobowe Tyr14, Ile15, Val16 i Pro38 z jednego monomeru tworzą oddziaływania hydrofobowe z tymi samymi resztami w sąsiednim monomerze w celu dalszej stabilizacji dimeru.
Aktywna strona
Miejscem aktywnym Geloniny jest szczelina utworzona przez sześć kluczowych reszt: Tyr74, Gly111, Tyr113, Glu166, Arg169 i Trp198. Kształt miejsca aktywnego jest stabilizowany przez wiązania wodorowe między Gly111 i Tyr113. Reszty Tyr113, Glu166 i Arg169 w miejscu aktywacji uczestniczą w enzymatycznym usuwaniu adeniny w miejscu 4324 eukariotycznego 28S rRNA . Chociaż mechanizm reakcji geloniny nie został jeszcze szczegółowo scharakteryzowany, uważa się, że zachodzi on w sposób konserwatywny wśród innych białek inaktywujących rybosomy typu 1 (RIP). Według badań przeprowadzonych na innych RIPach typu 1, Tyr113 i Arg169 tworzą wiązania wodorowe z atomami azotu w nukleozasadzie adeniny. Ułatwia to rozszczepienie wiązania glikozydowego łączącego nukleozasadę i rybozę, tworząc stan przejściowy z dodatnio naładowanym pośrednim jonem oksokarbeniowym . Jon oksokarbeniowy jest stabilizowany przez ujemny ładunek Glu166. Miejsce aktywne Geloniny zawiera również trzy cząsteczki wody, które działają jako nukleofile i atakują jon oksokarbeniowy, kończąc reakcję.
Zastosowania terapeutyczne
Ze względu na swoją zdolność do hamowania translacji poprzez rozszczepianie eukariotycznego 28S rRNA, gelonina ma potencjał do wykorzystania jako terapia przeciwnowotworowa. Działanie przeciwnowotworowe geloniny wykazano w licznych modelach in vitro . Jednak ze względu na swoją hydrofilowość gelonina nie jest w stanie internalizować się w komórkach. Utrudniło to kliniczne zastosowanie makrocząsteczki. Opracowano wiele systemów dostarczania geloniny, w tym koniugację z peptydem przenikającym do komórki , kapsułkowanie w liposomach przy użyciu listeriolizyny O i przyłączanie do przeciwciał bispecyficznych . Wykazano, że wszystkie te systemy dostarczania znacząco zmniejszają wielkość guza in vivo w wielu różnych liniach komórkowych. Jednak badania kliniczne geloniny nie zostały jeszcze zatwierdzone.
Zobacz też
- Chemie, VF (2012). Gelonina inaktywująca rybosomy i jej części do zastosowania w potencjalnym leczeniu raka. (Rozprawa doktorska). Pobrane z https://kluedo.ub.uni-kl.de/files/3215/Dissertation+M.+Badr.pdf
- Stirpe, F., Olsnes, S. & Pihl, A. Gelonin, nowy inhibitor syntezy białek, nietoksyczny dla nienaruszonych komórek. Izolacja, charakterystyka i przygotowanie kompleksów cytotoksycznych z konkanawaliną AJ Biol. chemia 255, 6947-6953 (1980)