Forscher am Zentrum für die Erforschung von Redoxprozessen in der Biomedizin (Redoxome) in Brasilien haben extrazelluläre Matrixproteine identifiziert, die durch die Wirkung von hypobromiger Säure in normalem und fibrotischem Lungengewebe verändert wurden, was auf eine mögliche physiologische Rolle der Proteinbromierung hindeutet. Dies ist die erste Studie, in der bromierte Proteine in Lungenfibrose und nicht-fibrotischem Lungengewebe identifiziert wurden.
Die extrazelluläre Matrix ist ein komplexes dreidimensionales Netzwerk aus Proteinen und anderen Makromolekülen, das Zellen bindet und verankert, um Gewebe zu bilden, und lebenswichtige Funktionen für die Zellunterstützung, die interzelluläre Kommunikation und die Regulierung der Gewebeentwicklung erfüllt.
Die Studie ist veröffentlicht im Tagebuch Redoxbiologie.
„Diese Forschung zeigte, dass Bromierung physiologisch erfolgt und dass Peroxidasin, das Enzym, das die Bildung von hypobromiger Säure katalysiert, neben Kollagen noch andere Ziele hat, was eine der wichtigsten Fragen auf diesem Gebiet war“, sagte Litiele Cezar Cruz, Erstautorin des Buches Artikel. Sie führte die Forschung während ihres Postdoktorandenstudiums unter der Aufsicht von Flavia Meotti durch, einer Professorin am IQ-USP und Mitglied von Redoxome.
Halogenierung ist eine chemische Reaktion, bei der ein oder mehrere Atome eines Halogens (hauptsächlich Fluor, Chlor, Brom oder Jod) zu einer Verbindung hinzugefügt werden. Halogenmodifikationen biologischer Moleküle werden in verschiedenen Bereichen der Biologie zunehmend erkannt, ihre Bedeutung im Säugetierorganismus wurde jedoch nicht umfassend untersucht.
Die Entdeckung der Rolle von Bromidionen bei der oxidativen Vernetzung von Kollagen IV innerhalb der extrazellulären Matrix war der erste Beweis dafür, dass Brom in lebenden Organismen eine wesentliche Rolle spielt.
„Wir wissen mehr über die Chlorierung, die von Myeloperoxidase, einem Entzündungsenzym, abhängt. Generell wird diese Art der krankheitsbedingten Halogenierung umfassender untersucht, da Entzündungen die Ursache vieler Krankheiten sind. Entzündliche Erkrankungen mit Myeloperoxidaseaktivität neigen dazu, mit der Zugabe von Chlor einen Anstieg der Proteine zu verursachen.
„Diese Modifikation durch Brom ist sehr ähnlich, da Chlor und Brom sehr ähnliche chemische Elemente sind und die Modifikation in denselben Aminosäuren, einschließlich Tyrosin, erfolgt. Obwohl die Plasmaspiegel von Brom tausendmal niedriger sind als die Chlorspiegel, ist die Letzteres ist kein gutes Substrat für Peroxidasin und daher wird in der extrazellulären Matrix mehr hypobromige Säure als hypochlorige Säure produziert“, erklärte Meotti.
Cruz wollte dieses Wissen erweitern, indem sie das Vorhandensein von Bromtyrosin-modifizierten Proteinen in Lungengewebeproben von gesunden Menschen und Patienten mit idiopathischer Lungenfibrose untersuchte. Sie analysierte auch veröffentlichte Proteomikdaten aus Lungengewebe erneut. Sowohl in den Gewebeproben als auch in den Proteomikdaten fand sie Modifikationen in mehreren extrazellulären Membranproteinen, sogar in gesunden Lungen.
Mehr Informationen:
Litiele Cezar Cruz et al., Identifizierung von Tyrosin-bromierten extrazellulären Matrixproteinen in normalem und fibrotischem Lungengewebe, Redoxbiologie (2024). DOI: 10.1016/j.redox.2024.103102