101 BS-001

BS-001 101
Pirüvat Dehidrogenaz Kompleksi Aktivitesinin ve Pirüvat Dehidrogenaz
Kinaz ve Fosfataz İzoenzimlerin Gen Ekspresyonlarının Meme Kanseri
Hücre Hatlarında Normoksik ve Hipoksik Şartlarda İncelenmesi*
Ali Türkana, Şaban Kalaya, Hülya Azaklıb, Duran Üstekb, Asuman Demiroğlu Zergeroğluc
a) Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Fen Fakültesi, Kimya Bölümü, Kocaeli
b) İstanbul Üniversitesi, Deneysel Tıp Araştırma Enstitüsü, İstanbul
c) Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü, Fen Fakültesi, Moleküler Biyololoji ve Genetik Bölümü, Kocaeli
[email protected]
Pirüvat dehidrogenaz kompleksi (PDC), mitokondride pirüvatın asetil-CoA’ya dönüşümünü
katalizleyen ve böylece glikoliz yolu ile TCA döngüsünü birbirine bağlayarak hücre enerji
metabolizmasında önemli rol oynayan bir multienzim kompleksidir [1]. PDC aktivitesi, doku-spesifik
dört kinaz (PDK1-4) ve iki fosfataz (PDP1-2) izoenzimi tarafından regüle olmaktadır; PDK, PDC’yi
fosforlayarak inaktive ederken, PDP’nin rolü fosforu kaldırarak PDC’yi aktif hale getirmektir.
Hipoksik tümör hücrelerinde, hipoksia-indüklenebilen faktör–1 PDK1’in ekspresyonunu artırarak
PDC aktivitesini düşürdüğü ve böylece mitokondride gerçekleşen oksidatif fosforilasyonu yavaşlattığı
ve aynı zamanda da serbest radikal türleri (ROS)’nin oluşumunu azaltarak ROS kaynaklı apoptosizi
önlediği rapor edilmiştir [2]. Kanser hücrelerinde, PDC aktivitesinin, PDK ve PDP izoenzimlerin gen
ekspresyonlarının beraber incelendiği bir çalışma henüz rapor edilmemiştir.
Bu çalışmada, PDC aktivitesi ve PDK ve PDP izoenzimlerin gen ekspresyonları, MCF-7 ve
MDA-MB 231 kanser hücre hatlarında, normoksik ve hipoksik şartlarda, incelenmiştir. Ayrıca, TCA
dögüsünün işlevsel olup olmadığını anlamak için de ketogluterat dehidrogenaz kompleksi (DKGDC)ve süksinat dehidrogenaz (SDH) aktiviteleri de ölçülmüştür.
MCF-7 hücresinde hipoksik şartlarda gerçek PDC aktivitesi 2-kat artmakta (10 mU/mg
protein), fakat toplam PDC aktivitesi ise düşmektedir. D-KGDC ve SDH aktiviteleri de hipoksik
şartlarda yaklaşık 2-kat azalmaktadır (15 mU/mg protein). MDA-MB 231 hücresinde ise PDC, DKGDC ve SDH aktiviteleri hem normoksik hem de hipoksik şartlarda çok düşük seviyelerde
bulunmaktadır (2-4 mU/mg protein). Gen spesifik prob kullanılarak yapılan real-time PCR
deneylerinde, MCF-7 hücresinde, kinaz izoenzimleri arasında en fazla PDK3, en az ise PDK1 geni
ekspres olmakta; fosfataz izoenzimleri arasında ise PDP2 mRNA seviyesi daha fazla bulunmaktadır.
Hipoksik şartlarda ise her bir genin mRNA seviyesinde paralel şekilde az bir artış mevcuttur. MDAMB 231 hücre hattında ise, PDK izoenzimlerinin mRNA seviyeleri daha düşük olmakla beraber, yine
en fazla PDK3 en az ise PDK1 geni ekspres olmaktadır; PDP1 mRNA seviyesi ise daha fazla
bulunmaktadır. Hipoksik şartlarda, PDK izoenzimleri ve PDP2’nin mRNA seviyesinde az bir artış
olmakla beraber, PDP1 mRNA seviyesinde 4-kat bir artış ölçülmüştür. Her bir genin mRNA seviyesi,
yine o hücre içindeki E-Aktin mRNA seviyesine göre orantılanmıştır.
Bu sonuçlar, her iki kanser hücre hattında enzim aktivitelerinin ve gen ekspresyonlarının farklı
olduğunu göstermektedir. *Bu çalışma TÜBİTAK tarafından desteklenmiştir (Proje No: 108T910)
KAYNAKLAR
[1] Roche T.E., Hiromasa Y., Turkan A., Gong X., Peng T., Yan X., Kasten S.A., Bao H. and Dong J..
Thiamine: Catalytic Mechanism in Normal and Disease States, Series vol.11, pages:363-386, Eds.
Frank Jordan and Mulchand Patel, Publisher: Marcel Decker, Inc., NewYork, 2003.
[2] Kim J-W., Tchernyshyov I., Semenza G.L., Dang C.V.. Cell Metabol. 3, 177-185, 2006.