Tetrapyrrolische Pigmente aus dem Häm‐ und Chlorophyllabbau interagieren mit Aktin. (31st August 2021)

• Record Type: Journal Article
• Authors: Karg, Cornelia A.; Wang, Shuaijun; Al Danaf, Nader; Pemberton, Ryan P.; Bernard, Denzil; Kretschmer, Maibritt; Schneider, Sabine; Zisis, Themistoklis; Vollmar, Angelika M.; Lamb, Don C.; Zahler, Stefan; Moser, Simone
• Is Part Of: Angewandte Chemie. Volume 133:Number 41(2021)
• Page Start: 22753
• Page End: 22760
• Publication Date: 2021-08-31
• Subjects: Aktin-Zytoskelett -- Biline -- Naturstoffe -- Phyllobiline -- Porphyrinoide; Chemistry -- Periodicals; 540
• DOI: 10.1002/ange.202107813
• Languages: English
• ISSNs: 0044-8249

Abstract

Abstract: Chlorophyll und Häm sind sogenannte "Pigmente des Lebens", tetrapyrrolische Strukturen, ohne die das Leben auf der Erde nicht möglich wäre. Ihre Abbauprodukte, die Phyllobiline bzw. die Biline, teilen nicht nur strukturelle Merkmale, sondern auch eine ähnliche Geschichte: Lange Zeit wurden sie nur als Abfallprodukte von Entgiftungsprozessen angesehen; inzwischen konnten für beide Klassen wichtige Bioaktivitäten nachgewiesen werden. Für die Phyllobiline gibt es jedoch nur wenige Erkenntnisse über physiologische Rollen. Hier stellen wir mit Aktin, dem Hauptbestandteil des Zytoskeletts, die erste entdeckte Zielstruktur von Phyllobilinen und eine neue Zielstruktur von Bilinen vor. Wir zeigen die Hemmung der Aktindynamik in vitro und Auswirkungen auf Aktin und Aktin‐abhängige Prozesse in Krebszellen. Eine direkte Interaktion mit G‐Aktin wird durch in silico‐Studien dargelegt und durch Affinitätschromatographie bestätigt. Unsere Ergebnisse eröffnen ein neues Kapitel über Bioaktivitäten von Tetrapyrrolen – insbesondere der Phyllobiline – und bilden die Grundlage für weitreichende Anwendungen in der Pflanzenwissenschaft, Ökologie und Physiologie. Abstract : Die physiologische Rolle der Abbauprodukte von Chlorophyll und Häm, der exogenen Phyllobiline bzw. endogenen Biline, blieb jahrzehntelang ein ungelöstes Rätsel. Wir beschreiben den Einfluss dieser Tetrapyrrole auf das Aktin‐Zytoskelett und stellen G‐Aktin als erstes menschliches Zielprotein für Phyllobiline und als neue Zielstruktur für Biline vor. Diese Studie eröffnet eine völlig neue Perspektive auf die Bedeutung dieser ubiquitären Naturstoffe.