Aptx 4869 und Silver Bullet

Okay, bevor ich allerdings auf die Apoptose eingehe, werde ich euch erstmal ein bisschen was zur zellulären Kommunikation erklären, über die verschiedenen Stadien der Signaltransduktion, über Rezeptoren und viele andere Dinge... und weil ich am Ende noch Lust und Laune hab, geh ich auch noch auf eine Ansatzmöglichkeit eines Apoptose-Supergifts ein, aber bis dahin haben wir ja noch Zeit...

Um euch mal die verschiedenen Stadien der Signaltransduktion nahezulegen, nehme ich mir mal den Versuch des Pharmakologen Sutherland zu Hilfe. Der hat nämlich untersucht, wie das Hormon Adrenalin den Abbau von Glykogen (einem Speicherpolysaccharid) stimuliert. Egal, wie dieses abgebaut wird (gibt mehrere Möglichkeiten), beim Abbauvorgang wird mehr oder minder Energie frei. Eine Wirkung des von den Nebennieren bei der Einwirkung von Stress ausgeschütteten Hormons Adrenalin besteht nun in der Mobilisierung der Energiereserven.

Sutherland fand heraus, dass das Adrenalin den Glykogenabbau anstößt, indem es i-wie Glycogenphosphorylase (Enzym, das Glycogen spaltet) aktiviert. Als man dann jedoch reines Adrenalin im Reagenzglas zu einer Mischung aus Enzym und Substrat Glykogen hineingeschmissen hat, geschah garnichts, ein Abbau fand nicht statt. Adrenalin war nur in der Lage, unser Enzym zu aktivieren, wenn das Hormon zu einer Kultur intakter Zellen hinzugefügt wurde.

Aus diesem Ergebnis lassen sich zweierlei Dinge schließen, erstens wechselwirkt Adrenalin also nicht direkt mit dem für Glycogenabbau verantwortlichem Enzym... es gibt also einen oder mehrere Schritte, die zwischen der Hormonwirkung und der Enzymaktivierung lagen. Zweitens musste die Plasmamembran i-wie an der Übermittlung des Adrenalinsignals beteiligt sein.

Sutherlands Arbeiten führten letztendlich zu dem Schluss, dass die Signaltransduktion in 3 Stadien untergliedert werden kann, die man als Erkennung, Übertragung und Antwort bezeichnet.

Erkennung: ein Signalmolekül wird an ein Rezeptorprotein an der Zelloberfläche oder im Zellinneren gebunden.

Übertragung: Die Bindung des Signalmoleküls führt zur Konformationsänderung des Rezeptorproteins und leitet dadurch die Signalübertragungen ein. Diese wandelt das Signal in den meisten Fällen in eine andere Form um, die letztendlich eine Antwort in der Zelle hervorrufen kann. Die Übertragung umfasst manchmal nur einen Schritt, viel öfter aber eine Folge von Veränderungen in einer ganzen Kaskade von Molekülen, die zusammengenommen den Signaltransduktionsweg bilden.

Antwort: Im dritten und letzten Stadium der zellulären Signaltransduktion wird eine spezifische zelluläre Antwort ausgelöst, die aus beinahe jeder vorstellbaren Zellaktivität bestehen kann, z.B. wie hier die Aktivierung eines Enzyms.

Nachdem ich nun das wichtigste (und auch wahrscheinlich das einzige davon, das auch jemand ohne jegliche Vorkenntnisse verstehen kann) erklärt habe, werde ich nur noch verkürzt auf die Erkennungsphase eingehen, und auch nur speziell auf den Teil, der uns bei der Wirkungsweise von APTX 4869 interressieren könnte:

Bei der Erkennung spielen Rezeptoren in der Plasmamembran (auf intrazelluläres Gesülze hab ich grad i-wie keine Lust) eine wichtige Rolle, die uns als integrale Membranproteine vorliegen. Dabei kann man zwischen 3 (schon wieder 3 ) verschiedenen Arten von Rezeptoren unterscheiden (da ich, wie grad eben erwähnt, keine Lust habe, geh ich nur auf Rezeptoren in der Plasmamembran ein), nämlich erstens den G-Protein-gekoppelten Rezeptor, bei dem ein Signalmolekül (auch Ligand genannt) auf der extrazellulären Seite für die Umwandlung von GDP in GTP auf der intrazellulären Seite sorgt, das daraufhin an der Membran entlang zu einem aktiven Effektor hindiffundiert, dessen Aktivität sich hierdurch ändert, was im nächsten Schritt zu einer Signalkette führt.

Der zweite wichtige Rezeptor hierbei sind Rezeptortyrosinkinasen, die zunächst als inaktive Monomere vorliegen. Jedes davon besitzt eine extrazelluläre Ligandenbindestelle, eine Membrandurchspannende alpha-Helix und einen intrazellulären Teil, der mehrere Tyrosinreste enthält. Die Bindung eines Signalmoleküls führt zur Dimerisierung zweier Polypeptide, wodurch die Tyrosinkinasenbereiche aktiviert werden... jede Tyrosinkinase phosphoryliert nun Tyrosinreste seines Partners. Dadurch hat sich das Protein nun vollständig aktiviert und kann von bestimmten zellulären Übertragungsproteinen erkannt werden, die sich an die phosphorylierten Tyrosinreste des Rezeptorproteins binden, was zur Aktivierung der Übertragungsproteine führt, die nun einen Signaltransduktionsweg in Gang setzen.

Die dritte und letzte Art der Membranrezeptoren sind die Ligandengesteuerten Ionenkanäle, die geschlossen sind, solange sich im extrazellulären Bereich kein Ligand an sie bindet. Wenn sich ein Signalmolekül an ihn bindet, ändert der Rezeptor seine Konformation, wodurch sich der Ionenkanal öffnet. Jetzt können bestimmte Ionen, wie z.B. Na+ oder Ca2+ in die Zelle eindringen. Die Passage bestimmter Ionen kann nun zur Depolarisation der Plasmamembran und damit zu einem elektrischem Signal führen, was letztendlich eine Antwort der Zelle zufolge hat. Wenn danach der Ligand vom Rezeptor abdissoziiert, schließt sich der Ionenkanal wieder.

(Auf Übertragungsphase und Antwort werd ich auch nicht weiter eingehen, das Zeug, das ihr davon wissen sollt, steht bereits oben im einfachen Teil)

So, und nun zur Apoptose selbst (hab dazu glaub ich schon i-was i-wo mal reingeschrieben, da ich mich nicht wiederholen möchte, gehe ich nur auf die für APTX relevanten Daten ein) :

Apoptose kann unter anderem auch durch ein Signal hervorgerufen werden, das von außerhalb der Zelle, und mutmaßlich von einer Nachbarzelle stammt. Wenn ein Apoptose-Signalmolekül an einen Zelloberflächenrezeptor bindet, führt dies in der Zelle zur Aktivierung von Caspasen und anderen Apoptose-Enzymen.

(Das Signal zur Apoptose kann unter anderem auch seinen Ursprung innerhalb der Zelle haben, z.B. aus Richtung Zellkern oder vom Endoplasmatischen Retikulum... vielleicht werde ich bei der ein oder anderen Gelegenheit auch auf eine mögliche Wirkungsweise von APTX von Seiten dieser beiden Zellorganellen eingehen, aber das soll im Moment nicht unser Problem sein)

Meine Theorie Nummer eins: In der APTX-Kapsel befindet sich dieses spezielle Signalmolekül, das Apoptose von außerhalb der Zelle hervorruft... Die Kapsel selbst löst sich in alkalischem Milieu auf, also im Darm... Dann diffundieren unsere bis jetzt noch inaktiven Signalmoleküle ins Blut, wo sie der leicht saure ph-Wert des Blutes aktiviert (Die labortechnisch veränderten Signalmoleküle reagieren also mit den H+ - oder H3O+ - Ionen im Blut). Von dort gelangen die Signalmoleküle dann in so ziemlich jedes Organ im Körper... und zwar in... (wenn hier jemand die Dauer posten würde, die Blut braucht, um einmal den gesamten Blutkreislauf zu durchlaufen, wäre ich ihm übelst dankbar)....in weiß nich wie lange. (Hoffe, das geht entsprechend schnell, sonst ist die Theorie dahin und ich kann wieder von Neuem anfangen). Das bedeutet dann, dass viele Zellen in allen Organen auf einmal Apoptose betreiben würden, was dann (mit ein wenig Vertrauen in Gosho) zum Tod des Menschen führen würde...

Und damit freue ich mich, wenigstens eine wissenschaftliche Erklärung für die Tötungsweise von APTX gefunden zu haben; weshalb das Gift nun auch Menschen schrumpfen kann, wird wohl, zumindest aus wissenschaftlicher Sicht, für immer Goshos kleines Geheimnis bleiben.