Vad är Apoptos-inducerande faktor?

Programmerad celldöd (PCD), eller apoptos, är en normal del av djurens metabolism. Ibland kan denna process ske på fel utvecklingsstadium och orsaka sjukdom. Normalt är enzymer som kallas caspaser ansvariga för att inducera celldöd. En alternativ process för att åstadkomma PCD är ett protein som kallas apoptos-inducerande faktor (AIF). Detta protein finns i mitokondrierna och flyttar till kärnan för att orsaka DNA-nedbrytning och efterföljande celldöd.

Apoptos är en normal del av cellulär metabolism. Människokroppen har ständigt celler dör och ersätter dem sedan. Om processen inte regleras korrekt kan den ha allvarliga effekter på människans fysiologi. Till exempel genomgår cancerceller PCD mycket mindre ofta än friska celler och kan sprida sig och bli tumörer. Alternativt, om förordningen orsakar att apoptos sker alltför ofta, kan celler dö av när de behövs för vävnadsfunktion.

Mitokondrier är cellstrukturer som är separerade från resten av cellen med ett yttre membran. De har också ett inre membran. Mellan dessa två membran finns ett utrymme fylt med vätska som innehåller många proteiner, särskilt de som är involverade i att generera energi för cellerna. Apoptosinducerande faktor finns i detta utrymme och fungerar i andningsvägen.

Många av de proteiner som är involverade i att få döda celler är caspaser, men apoptosinducerande faktor är en helt annan typ av protein. Detta enzym är ett flavoprotein, ett specialiserat protein som är involverat i överföring av elektroner. Det finns i ett brett utbud av eukaryota celler, som sträcker sig från människor till dammens ciliatorganism Tetrahymena. Studier av sekvensen för proteinet och generna som kodar för de apoptosinducerande faktorerna har visat att det är ett forntida protein och går tillbaka mycket långt i utvecklingen.

När tidiga signaler initierar PCD blir mitokondriens yttre membran läckande. AIF frigörs från sitt fack i mitokondrierna och kommer in i cytosolen, cellens flytande miljö. Därifrån når den kärnan. Detta protein får DNA i kärnan att fragmentera. I processen påverkar det strukturens integritet hos kärnan genom att störa kromatinstrukturen, vilket åstadkommer ett tidigt stadium av programmerad celldöd.

Regleringen av apoptosinducerande faktor har studerats mycket noggrant i djurmodeller. Detta har lett till korrelationer av AIF-aktivitet och död av neuronceller. Sjukdomar som Lou Gehrigs sjukdom har korrelerats med sådan aktivitet i studier med djur.

Det är känt att många mänskliga sjukdomar beror på funktionella problem med mitokondrier. En annan typ av felreglering kan hända med en apoptosinducerande faktor medan den fortfarande befinner sig på sitt mitokondriella läge. Genetiska studier har korrelerade mutationer som påverkar AIF medan det är lokaliserat i sitt normala cellfack till ett antal mänskliga sjukdomar baserat på funktionsfel i mitokondrierna.