Zurücksetzen der Kampf-oder-Flucht-Reaktion

Wenn man im Stau steht, eine Präsentation hält oder eine Mahlzeit verpasst, kann dies eine Reihe physiologischer Veränderungen auslösen, die es dem Körper ermöglichen, schnell auf Stress oder Hunger zu reagieren. Entscheidend für dieses „Kampf-oder-Flucht“-Prinzip. oder Stressreaktion ist ein molekularer Zyklus, der zur Aktivierung von Proteinkinase A (PKA) führt, einem Protein, das an allem vom Stoffwechsel bis zur Gedächtnisbildung beteiligt ist. Nun hat eine Studie von Forschern der Penn State University gezeigt, wie dieser Zyklus zwischen stressigen Ereignissen neu gestartet wird, damit der Körper auf neue Herausforderungen vorbereitet ist. Die Details dieses Reset-Mechanismus, der durch eine Kombination aus bildgebenden, strukturellen und biochemischen Techniken aufgedeckt wurde, wurden kürzlich im Journal of the American Chemical Society veröffentlicht. „Zu den frühen Veränderungen in der Kampf-oder-Flucht-Reaktion gehört die Freisetzung von Hormonen wie Adrenalin durch Stress oder Glucagon durch Hunger“, sagt er. sagte Ganesh Anand, außerordentlicher Professor für Chemie sowie Biochemie und Molekularbiologie am Penn State Eberly College of Science und Hauptautor des Papiers. „Diese Hormone lösen einen wichtigen molekularen Zyklus aus, der letztendlich PKA aktiviert, ein vielseitiges Protein, das mehr als hundert verschiedene Zielproteine ​​innerhalb der Zelle regulieren kann.“ Ein besseres Verständnis dieses Zyklus hat nicht nur Auswirkungen auf Stress und Hunger, sondern auch auf andere Dinge, die wir unserem Körper zuführen, wie Koffein und bestimmte Medikamente, die den Zyklus einleiten oder verlängern.“ In allen Zellen von Organismen, von der Hefe bis zum Menschen, pendelt PKA zwischen aktiven und inaktiven Zuständen. Wenn Hormone wie Glucagon oder Adrenalin an eine bestimmte Stelle in der Zelle binden, erzeugen sie ein Molekül namens zyklisches AMP oder cAMP. Dies wiederum bindet an den inaktiven Proteinkomplex, der PKA enthält, und versetzt das PKA in einen aktiveren Zustand. Aber wie genau dieser Zyklus abläuft und das System sich selbst zurücksetzt, ist unklar. „Sie möchten nicht, dass dieser Kreislauf ständig aktiv ist und reagiert, sobald die Stresssituation vorüber ist“, sagt er. sagte Anand. „Sie möchten das System zurücksetzen können.“ Eine Fehlregulation der PKA aufgrund von Fehlern in diesem Reset-Prozess kann zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen, metabolischen Syndromen und anderen Störungen führen. „Wir wollten wissen, wie lange dieses System aktiv bleiben kann und wie man es abschalten kann.“ Mithilfe mehrerer Bildgebungstechniken – darunter Elektronenmikroskopie und die höher auflösende Kryo-Elektronenmikroskopie sowie biochemische Techniken und verschiedene Formen der Massenspektrometrie, die Einblicke in die Dynamik des Komplexes lieferten – entdeckten die Forscher mindestens drei bisher unbekannte Konformationen des Komplexes, die während des Reset-Prozesses auftreten. Sie haben auch den physischen Raum geklärt, den diese Konformationen innerhalb der Zelle nutzen. „Moleküle sind keine starren Gesteine; „Sie schwanken ständig, fast so, als ob sie atmen würden“, sagt er. sagte Anand.