Wiki FKKT - User contributions [en]

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-12T08:19:05Z

Petar Ničić: /* Viri */

=Uvod=
Fazna separacija tekoče-tekoče (LLPS) je reverzibilen in dinamičen biološko pomemben fizikalni pojav nastajanja koloidov iz homogenih raztopin. S pomočjo nje se tvori večina brezmembranskih celičnih organelov, oz. tako imenovanih biomolekularnih kondenzatov, kot so na primer jedrce, Cajalova telesca, ali stresne granule.

Pri LLPS pride do ločitve začetne raztopine v razredčeno in gosto fazo, pri čemer je gosta faza lahko več desetkrat bolj koncentrirana in tvori emulzijske kapljice. Meni se, da lahko vsi biopolimeri tvorijo takšne faze, vendar so pogoji, pod katerimi pride do LLPS, značilno različni za vsak sistem. Najbolj pomembna lastnost proteinov, ki se fazno ločujejo tudi pri majhnih koncentracijah, je večvalenca. Večvalenca je predvsem značilnost fleksibilnih neurejenih regij proteina, na katere se lahko veže več kopij istega ali različnega proteina oz. nukleinske kisline, zaradi česar lažje pride do fazne separacije in posledično agregacije.

Vendar je LLPS zelo pomembna za normalne metabolične funkcije, pogosto je tudi vzrok nastanka proteinopatov. Zaradi zunanjega stresa ali mutacijskih sprememb, gosta faza nastala pri LLPS lahko “stari”, kar pomeni, da ji se spremeni dinamika v bolj togo stanje, kot je gel ali amiloidni fibril. V zadnjih letih so ključne raziskave povezale ta proces agregacije s številnimi nevrodegenerativnimi bolezni, kot so amiotrofična lateralna skleroza (ALS) in frontotemporalna demenca (FTD).

Ključni RNA-vezavni proteini, ki so povezani z razvojem teh bolezni, vključujejo FUS in TDP-43.

=FUS=
==Vloga v celici==
Fused in sarcoma (FUS), včasih Translocated in sarcoma (TLS), je heterogeni jedrski ribonukleoprotein (hnRNP). Nahaja se predvsem v jedru, kjer ima pomembno vlogo pri transkripciji, translaciji, transportu in procesiranju RNA ter popravku napak na DNA. FUS, za razliko od večine drugih podobnih proteinov, pod določenimi pogoji lahko translocira iz jedra v citoplazmo in se kopiči v fibrilarne agregate.
==Zgradba==
FUS ima 526 aminokislinskih ostankov, razporejenih v tri glavne domene. Vsebuje dve urejeni regiji za vezavo nukleinskih kislin, RNA prepoznavni motiv (RRM) in cinkov prst (ZnF). Več kot 70 odstotkov FUS pa sestavljajo neurejene regije (IDR). Zanje je značilna odsotnost velikih hidrofobnih ostankov, zaradi česar niso del sekundarnih struktur, temveč so precej fleksibilni. V N-terminalni domeni (NTD) se nahaja prionu podobna regija (PLD), ki je bogata z glutaminom, glicinom, serinom in treoninom. Protein vsebuje pa tudi 3 RG/RGG-bogate neurejene regije.

==LLPS in agregacija==

V odsotnosti nukleinskih kislin ima le prionu podobna regija (PLD) N-terminalne domene inherentne lastnosti fazne separacije. Ta lahko polimerizira v obliki nepatogenih homogenih amiloidnih fibrilov. Raziskave so pa pokazale, da je RRM, s svojimi velikimi hidrofobičnimi ostanki, tista regija ki je ključna za nastanek toksičnih agregatov. FUS RRM lahko polimerizira v nativnih pogojih v prisotnosti nukleinske kisline, pri čemer pride do dinamičnega odprtja strukture in intramolekularnih interakcij preko osrednjih beta-trakov.

Do nepravilne fazne separacije FUS proteina lahko vodijo različne patogene mutacije, predvsem znutraj PLD, kot je za FTD značilna G156E, in tudi nekatere posttranslacijske modifikacije. Na primer raziskave so pokazale, da ko argininski ostanki proteina niso metilirani, pride do močnejših interakcij med njimi in aromatskimi aminokislinskimi ostanki, kar povzroči izrazitejšo kondenzacijo.

Možni zaviralci nastajanja toksičnih fibrilov vključujejo ATP, ki se lahko veže na RRM in s tem zvišja kinetično bariero fazne separacije, ter fosforilacija PLD, za katero se je iskazalo, da zmanjšuje toksičnost te domene ter pozitivno spremeni dinamiko LLPS.

=TDP-43=
TAR-DNA-binding protein 43 spada v skupino heterogenih jedrnih ribonukleoproteinov (hnRNP). Prvič je bil identificiran kot protein, ki veže TAR DNA pri virusu HIV in zavira prepis DNA. Ta protein se pretežno nahaja v jedrih živčnih celic, a je zmožen preiti tudi v citoplazmo. V jedru je običajno vezan na RNA ali DNA, pri čemer ima večjo afiniteto do RNA.[1]
==Vloga v celici==
TDP-43 je vključen v številne procese v celici, predvsem v metabolizem RNA. Sodeluje pri transkripciji, izrezovanju intronov (splicing) in stabilizaciji mRNA. Veže lahko več tisoč različnih RNA molekul. S faznim prehodom tekoče-tekoče pa lahko sodeluje pri tvorbi stresnih granul in drugih biomolekulskih kondenzatov, ki so ključni za odziv na stres v celicah in metabolizem RNA. Prav tako je pomemben pri nekaterih načinih popravljanja dvojnih prelomov DNA.[1-3]
==Zgradba==
TDP-43 ima 414 aminokislinskih ostankov in je razdeljen na štiri domene.

'''NTD''':
N-končna domena (NTD), ki je pomembna za polimerizacijo. Prek te domene se tvorijo funkcionalni dimeri oziroma oligomeri v celicah. Različni polimeri pa omogočajo izrezovanje intronov pri molekulah pre-mRNA.

'''RRM1 in RRM2''':
Dva RNA prepoznavna motiva, ki sta potrebna za vezavo RNA oz. DNA. Omogoča vezavo na zaporedja s ponovitvami UG ali TG na 3’-UTR regiji mRNA oz. DNA.

'''CTD''':
C-končna domena (CTD) je domena značilna za prione oz. prion-like domain (PLD). Ta domena ima neurejeno zgradbo (IDR), kar pomeni da je precej fleksibilna. Na skrajnem koncu CTD je regija bogata z glicini in pred tem za prione značilna regija bogata z glutamini in asparagini (Q/N domena). Skoraj vse mutacije značine za razvoj ALS se zgodijo prav v tej domeni, zato je ta domena zelo pomembna pri patogenezi TDP-43.

TDP-43 spreminja svojo konformacijo med “odprto” in “zaprto” obliko. V zaprti konformaciji so prisotne šibke interakcije med domenami, v odprti pa lahko veže ligand. To mu omogoča opravljanje njegovih funkcij (odprta) in zmanjšuje nastajanje apregatov (zaprta).

==LLPS in agregacija==
PLD je Edina domena, ki je samostojna zmožna LLPS in tvori amiloidne fibrile. Zato je prisotnost te domene glavni gonilec za fazno separacijo TDP-43. Mutacije na PLD povezane z ALS, kot je A315E, pa samo še pospešijo potek LLPS. Regulacija LLPS poteka z ATP, RNA in oligomerizacijo proteina. V jedru TDP-43 ne tvori agregatov zaradi visokih koncentracij RNA, ki raztaplajo LLPS.

TDP-43 tvori interakcije z RNA preko dveh z argininom in lizinom bogatih regij v PLD, ter z regijama RRM1 in RRM2. RRM1 in RRM2 sta zelo pomembni pri tvorbi agregatov. ATP se lahko veže na podobna mesta kot RNA. Tvori lahko interakcije z RRM1 in RRM2 in tako prepreči agregacijo. Raziskave so pokazale da je vezava ATP na RRM domene kot nekakšen varovalni sistem za preprečitev razvoja toksičnosti proteinov, ki vsebujejo te domene. ATP pa se lahko veže tudi na NTD in omogoča funkcionalno oligomerizacijo. Z leti se zmanjša koncentracija ATP v celicah, kar vodi v večje število monomerov, ki lahko izhajajo iz jedra, ter je s tem omogočen nastanek citoplazemskih agregatov. Pojav agregatov je zato bolj pogost pri starejših. Nastanek agregatov pa vodi v uničenje celic in razvoj patoloških simptomov.[1,2]

=Zaključek=
LLPS je pomemben celični mehanizem, ki ga je potrebno dobro razumeti, da bi lahko razvili učinkovita zdravila za nevrodegenerativne bolezni, saj so kapljice, ki nastanejo, vmesni korak do nastanka agregatov. Kot tarče učinkovin pa bi lahko uporabili ravno proteine kot sta FUS in TDP-43, saj bi lahko z regulacijo teh proteinov vplivali na zmanjšanje pojava oz. uničenje agregatov. Druge možne tarče za razvoj učinkovin so še encimi, ki omogočajo posttranslacijske modifikacije proteinov v agregatih ter razvoj majhnih molekul, ki bi delovale kot inhibitorji ali pa analogi ATP,ki bi tako onemogočile nastanek agregata.

=Viri=
[1] J. Song: Molecular Mechanisms of Phase Separation and Amyloidosis of ALS/FTD-linked FUS and TDP-43. Aging and disease 2024, 15, 2084–2112. DOI: 10.14336/AD.2023.1118

[2] X. Lu, J. Lu, S. Li, S. Feng, Y. Wang, L. Cui: The Role of Liquid-Liquid Phase Separation in the Accumulation of Pathological Proteins: New Perspectives on the Mechanism of Neurodegenerative Diseases. Aging and disease 2025, 16, 769–786. DOI: 10.14336/AD.2024.0209

[3] A. Prasad, V. Bharathi, V. Sivalingam, A. Girdhar, B. K. Patel: Molecular Mechanisms of TDP-43 Misfolding and Pathology in Amyotrophic Lateral Sclerosis. Front. Mol. Neurosci. 2019, 12, 25. DOI: 10.3389/fnmol.2019.00025

[4] Zbinden, A., Pérez-Berlanga, M., De Rossi, P., & Polymenidou, M. Phase Separation and Neurodegenerative Diseases: A Disturbance in the Force 2020, Developmental Cell, 55(1), 45–68. DOI: 10.1016/j.devcel.2020.09.014

[5] Bertrand, E., Demongin, C., Dobra, I. et al. FUS fibrillation occurs through a nucleation-based process below the critical concentration required for liquid–liquid phase separation 2023, Sci Rep 13, 7772 DOI: 10.1038/s41598-023-34558-1

[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-12T08:15:31Z

Petar Ničić: /* TDP-43 */

=Uvod=
Fazna separacija tekoče-tekoče (LLPS) je reverzibilen in dinamičen biološko pomemben fizikalni pojav nastajanja koloidov iz homogenih raztopin. S pomočjo nje se tvori večina brezmembranskih celičnih organelov, oz. tako imenovanih biomolekularnih kondenzatov, kot so na primer jedrce, Cajalova telesca, ali stresne granule.

Pri LLPS pride do ločitve začetne raztopine v razredčeno in gosto fazo, pri čemer je gosta faza lahko več desetkrat bolj koncentrirana in tvori emulzijske kapljice. Meni se, da lahko vsi biopolimeri tvorijo takšne faze, vendar so pogoji, pod katerimi pride do LLPS, značilno različni za vsak sistem. Najbolj pomembna lastnost proteinov, ki se fazno ločujejo tudi pri majhnih koncentracijah, je večvalenca. Večvalenca je predvsem značilnost fleksibilnih neurejenih regij proteina, na katere se lahko veže več kopij istega ali različnega proteina oz. nukleinske kisline, zaradi česar lažje pride do fazne separacije in posledično agregacije.

Vendar je LLPS zelo pomembna za normalne metabolične funkcije, pogosto je tudi vzrok nastanka proteinopatov. Zaradi zunanjega stresa ali mutacijskih sprememb, gosta faza nastala pri LLPS lahko “stari”, kar pomeni, da ji se spremeni dinamika v bolj togo stanje, kot je gel ali amiloidni fibril. V zadnjih letih so ključne raziskave povezale ta proces agregacije s številnimi nevrodegenerativnimi bolezni, kot so amiotrofična lateralna skleroza (ALS) in frontotemporalna demenca (FTD).

Ključni RNA-vezavni proteini, ki so povezani z razvojem teh bolezni, vključujejo FUS in TDP-43.

=FUS=
==Vloga v celici==
Fused in sarcoma (FUS), včasih Translocated in sarcoma (TLS), je heterogeni jedrski ribonukleoprotein (hnRNP). Nahaja se predvsem v jedru, kjer ima pomembno vlogo pri transkripciji, translaciji, transportu in procesiranju RNA ter popravku napak na DNA. FUS, za razliko od večine drugih podobnih proteinov, pod določenimi pogoji lahko translocira iz jedra v citoplazmo in se kopiči v fibrilarne agregate.
==Zgradba==
FUS ima 526 aminokislinskih ostankov, razporejenih v tri glavne domene. Vsebuje dve urejeni regiji za vezavo nukleinskih kislin, RNA prepoznavni motiv (RRM) in cinkov prst (ZnF). Več kot 70 odstotkov FUS pa sestavljajo neurejene regije (IDR). Zanje je značilna odsotnost velikih hidrofobnih ostankov, zaradi česar niso del sekundarnih struktur, temveč so precej fleksibilni. V N-terminalni domeni (NTD) se nahaja prionu podobna regija (PLD), ki je bogata z glutaminom, glicinom, serinom in treoninom. Protein vsebuje pa tudi 3 RG/RGG-bogate neurejene regije.

==LLPS in agregacija==

V odsotnosti nukleinskih kislin ima le prionu podobna regija (PLD) N-terminalne domene inherentne lastnosti fazne separacije. Ta lahko polimerizira v obliki nepatogenih homogenih amiloidnih fibrilov. Raziskave so pa pokazale, da je RRM, s svojimi velikimi hidrofobičnimi ostanki, tista regija ki je ključna za nastanek toksičnih agregatov. FUS RRM lahko polimerizira v nativnih pogojih v prisotnosti nukleinske kisline, pri čemer pride do dinamičnega odprtja strukture in intramolekularnih interakcij preko osrednjih beta-trakov.

Do nepravilne fazne separacije FUS proteina lahko vodijo različne patogene mutacije, predvsem znutraj PLD, kot je za FTD značilna G156E, in tudi nekatere posttranslacijske modifikacije. Na primer raziskave so pokazale, da ko argininski ostanki proteina niso metilirani, pride do močnejših interakcij med njimi in aromatskimi aminokislinskimi ostanki, kar povzroči izrazitejšo kondenzacijo.

Možni zaviralci nastajanja toksičnih fibrilov vključujejo ATP, ki se lahko veže na RRM in s tem zvišja kinetično bariero fazne separacije, ter fosforilacija PLD, za katero se je iskazalo, da zmanjšuje toksičnost te domene ter pozitivno spremeni dinamiko LLPS.

=TDP-43=
TAR-DNA-binding protein 43 spada v skupino heterogenih jedrnih ribonukleoproteinov (hnRNP). Prvič je bil identificiran kot protein, ki veže TAR DNA pri virusu HIV in zavira prepis DNA. Ta protein se pretežno nahaja v jedrih živčnih celic, a je zmožen preiti tudi v citoplazmo. V jedru je običajno vezan na RNA ali DNA, pri čemer ima večjo afiniteto do RNA.[1]
==Vloga v celici==
TDP-43 je vključen v številne procese v celici, predvsem v metabolizem RNA. Sodeluje pri transkripciji, izrezovanju intronov (splicing) in stabilizaciji mRNA. Veže lahko več tisoč različnih RNA molekul. S faznim prehodom tekoče-tekoče pa lahko sodeluje pri tvorbi stresnih granul in drugih biomolekulskih kondenzatov, ki so ključni za odziv na stres v celicah in metabolizem RNA. Prav tako je pomemben pri nekaterih načinih popravljanja dvojnih prelomov DNA.[1-3]
==Zgradba==
TDP-43 ima 414 aminokislinskih ostankov in je razdeljen na štiri domene.

'''NTD''':
N-končna domena (NTD), ki je pomembna za polimerizacijo. Prek te domene se tvorijo funkcionalni dimeri oziroma oligomeri v celicah. Različni polimeri pa omogočajo izrezovanje intronov pri molekulah pre-mRNA.

'''RRM1 in RRM2''':
Dva RNA prepoznavna motiva, ki sta potrebna za vezavo RNA oz. DNA. Omogoča vezavo na zaporedja s ponovitvami UG ali TG na 3’-UTR regiji mRNA oz. DNA.

'''CTD''':
C-končna domena (CTD) je domena značilna za prione oz. prion-like domain (PLD). Ta domena ima neurejeno zgradbo (IDR), kar pomeni da je precej fleksibilna. Na skrajnem koncu CTD je regija bogata z glicini in pred tem za prione značilna regija bogata z glutamini in asparagini (Q/N domena). Skoraj vse mutacije značine za razvoj ALS se zgodijo prav v tej domeni, zato je ta domena zelo pomembna pri patogenezi TDP-43.

TDP-43 spreminja svojo konformacijo med “odprto” in “zaprto” obliko. V zaprti konformaciji so prisotne šibke interakcije med domenami, v odprti pa lahko veže ligand. To mu omogoča opravljanje njegovih funkcij (odprta) in zmanjšuje nastajanje apregatov (zaprta).

==LLPS in agregacija==
PLD je Edina domena, ki je samostojna zmožna LLPS in tvori amiloidne fibrile. Zato je prisotnost te domene glavni gonilec za fazno separacijo TDP-43. Mutacije na PLD povezane z ALS, kot je A315E, pa samo še pospešijo potek LLPS. Regulacija LLPS poteka z ATP, RNA in oligomerizacijo proteina. V jedru TDP-43 ne tvori agregatov zaradi visokih koncentracij RNA, ki raztaplajo LLPS.

TDP-43 tvori interakcije z RNA preko dveh z argininom in lizinom bogatih regij v PLD, ter z regijama RRM1 in RRM2. RRM1 in RRM2 sta zelo pomembni pri tvorbi agregatov. ATP se lahko veže na podobna mesta kot RNA. Tvori lahko interakcije z RRM1 in RRM2 in tako prepreči agregacijo. Raziskave so pokazale da je vezava ATP na RRM domene kot nekakšen varovalni sistem za preprečitev razvoja toksičnosti proteinov, ki vsebujejo te domene. ATP pa se lahko veže tudi na NTD in omogoča funkcionalno oligomerizacijo. Z leti se zmanjša koncentracija ATP v celicah, kar vodi v večje število monomerov, ki lahko izhajajo iz jedra, ter je s tem omogočen nastanek citoplazemskih agregatov. Pojav agregatov je zato bolj pogost pri starejših. Nastanek agregatov pa vodi v uničenje celic in razvoj patoloških simptomov.[1,2]

=Zaključek=
LLPS je pomemben celični mehanizem, ki ga je potrebno dobro razumeti, da bi lahko razvili učinkovita zdravila za nevrodegenerativne bolezni, saj so kapljice, ki nastanejo, vmesni korak do nastanka agregatov. Kot tarče učinkovin pa bi lahko uporabili ravno proteine kot sta FUS in TDP-43, saj bi lahko z regulacijo teh proteinov vplivali na zmanjšanje pojava oz. uničenje agregatov. Druge možne tarče za razvoj učinkovin so še encimi, ki omogočajo posttranslacijske modifikacije proteinov v agregatih ter razvoj majhnih molekul, ki bi delovale kot inhibitorji ali pa analogi ATP,ki bi tako onemogočile nastanek agregata.

=Viri=
[1] J. Song: Molecular Mechanisms of Phase Separation and Amyloidosis of ALS/FTD-linked FUS and TDP-43. Aging and disease 2024, 15, 2084–2112. DOI: 10.14336/AD.2023.1118

[2] X. Lu, J. Lu, S. Li, S. Feng, Y. Wang, L. Cui: The Role of Liquid-Liquid Phase Separation in the Accumulation of Pathological Proteins: New Perspectives on the Mechanism of Neurodegenerative Diseases. Aging and disease 2025, 16, 769–786. DOI: 10.14336/AD.2024.0209

[3] E. M. J. De Boer, V. K. Orie, T. Williams, M. R. Baker, H. M. De Oliveira, T. Polvikoski, M. Silsby, P. Menon, M. Van Den Bos, G. M. Halliday idr.: TDP-43 proteinopathies: a new wave of neurodegenerative diseases. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2021, 92, 86–95. DOI: 10.1136/jnnp-2020-322983

[4] Zbinden, A., Pérez-Berlanga, M., De Rossi, P., & Polymenidou, M. Phase Separation and Neurodegenerative Diseases: A Disturbance in the Force 2020, Developmental Cell, 55(1), 45–68. DOI: 10.1016/j.devcel.2020.09.014

[5] Bertrand, E., Demongin, C., Dobra, I. et al. FUS fibrillation occurs through a nucleation-based process below the critical concentration required for liquid–liquid phase separation 2023, Sci Rep 13, 7772 DOI: 10.1038/s41598-023-34558-1

[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-12T08:10:07Z

Petar Ničić: /* Viri */

=Uvod=
Fazna separacija tekoče-tekoče (LLPS) je reverzibilen in dinamičen biološko pomemben fizikalni pojav nastajanja koloidov iz homogenih raztopin. S pomočjo nje se tvori večina brezmembranskih celičnih organelov, oz. tako imenovanih biomolekularnih kondenzatov, kot so na primer jedrce, Cajalova telesca, ali stresne granule.

Pri LLPS pride do ločitve začetne raztopine v razredčeno in gosto fazo, pri čemer je gosta faza lahko več desetkrat bolj koncentrirana in tvori emulzijske kapljice. Meni se, da lahko vsi biopolimeri tvorijo takšne faze, vendar so pogoji, pod katerimi pride do LLPS, značilno različni za vsak sistem. Najbolj pomembna lastnost proteinov, ki se fazno ločujejo tudi pri majhnih koncentracijah, je večvalenca. Večvalenca je predvsem značilnost fleksibilnih neurejenih regij proteina, na katere se lahko veže več kopij istega ali različnega proteina oz. nukleinske kisline, zaradi česar lažje pride do fazne separacije in posledično agregacije.

Vendar je LLPS zelo pomembna za normalne metabolične funkcije, pogosto je tudi vzrok nastanka proteinopatov. Zaradi zunanjega stresa ali mutacijskih sprememb, gosta faza nastala pri LLPS lahko “stari”, kar pomeni, da ji se spremeni dinamika v bolj togo stanje, kot je gel ali amiloidni fibril. V zadnjih letih so ključne raziskave povezale ta proces agregacije s številnimi nevrodegenerativnimi bolezni, kot so amiotrofična lateralna skleroza (ALS) in frontotemporalna demenca (FTD).

Ključni RNA-vezavni proteini, ki so povezani z razvojem teh bolezni, vključujejo FUS in TDP-43.

=FUS=
==Vloga v celici==
Fused in sarcoma (FUS), včasih Translocated in sarcoma (TLS), je heterogeni jedrski ribonukleoprotein (hnRNP). Nahaja se predvsem v jedru, kjer ima pomembno vlogo pri transkripciji, translaciji, transportu in procesiranju RNA ter popravku napak na DNA. FUS, za razliko od večine drugih podobnih proteinov, pod določenimi pogoji lahko translocira iz jedra v citoplazmo in se kopiči v fibrilarne agregate.
==Zgradba==
FUS ima 526 aminokislinskih ostankov, razporejenih v tri glavne domene. Vsebuje dve urejeni regiji za vezavo nukleinskih kislin, RNA prepoznavni motiv (RRM) in cinkov prst (ZnF). Več kot 70 odstotkov FUS pa sestavljajo neurejene regije (IDR). Zanje je značilna odsotnost velikih hidrofobnih ostankov, zaradi česar niso del sekundarnih struktur, temveč so precej fleksibilni. V N-terminalni domeni (NTD) se nahaja prionu podobna regija (PLD), ki je bogata z glutaminom, glicinom, serinom in treoninom. Protein vsebuje pa tudi 3 RG/RGG-bogate neurejene regije.

==LLPS in agregacija==

V odsotnosti nukleinskih kislin ima le prionu podobna regija (PLD) N-terminalne domene inherentne lastnosti fazne separacije. Ta lahko polimerizira v obliki nepatogenih homogenih amiloidnih fibrilov. Raziskave so pa pokazale, da je RRM, s svojimi velikimi hidrofobičnimi ostanki, tista regija ki je ključna za nastanek toksičnih agregatov. FUS RRM lahko polimerizira v nativnih pogojih v prisotnosti nukleinske kisline, pri čemer pride do dinamičnega odprtja strukture in intramolekularnih interakcij preko osrednjih beta-trakov.

Do nepravilne fazne separacije FUS proteina lahko vodijo različne patogene mutacije, predvsem znutraj PLD, kot je za FTD značilna G156E, in tudi nekatere posttranslacijske modifikacije. Na primer raziskave so pokazale, da ko argininski ostanki proteina niso metilirani, pride do močnejših interakcij med njimi in aromatskimi aminokislinskimi ostanki, kar povzroči izrazitejšo kondenzacijo.

Možni zaviralci nastajanja toksičnih fibrilov vključujejo ATP, ki se lahko veže na RRM in s tem zvišja kinetično bariero fazne separacije, ter fosforilacija PLD, za katero se je iskazalo, da zmanjšuje toksičnost te domene ter pozitivno spremeni dinamiko LLPS.

=TDP-43=
TAR-DNA-binding protein 43 spada v skupino heterogenih jedrnih ribonukleoproteinov (hnRNP). Prvič je bil identificiran kot protein, ki veže TAR DNA pri virusu HIV in zavira prepis DNA. Ta protein se pretežno nahaja v jedrih živčnih celic, a je zmožen preiti tudi v citoplazmo. V jedru je običajno vezan na RNA ali DNA, pri čemer ima večjo afiniteto do RNA.
==Vloga v celici==
TDP-43 je vključen v številne procese v celici, predvsem v metabolizem RNA. Sodeluje pri transkripciji, izrezovanju intronov (splicing) in stabilizaciji mRNA. Veže lahko več tisoč različnih RNA molekul. S faznim prehodom tekoče-tekoče pa lahko sodeluje pri tvorbi stresnih granul in drugih biomolekulskih kondenzatov, ki so ključni za odziv na stres v celicah in metabolizem RNA. Prav tako je pomemben pri nekaterih načinih popravljanja dvojnih prelomov DNA.
==Zgradba==
TDP-43 ima 414 aminokislinskih ostankov in je razdeljen na štiri domene.

'''NTD''':
N-končna domena (NTD), ki je pomembna za polimerizacijo. Prek te domene se tvorijo funkcionalni dimeri oziroma oligomeri v celicah. Različni polimeri pa omogočajo izrezovanje intronov pri molekulah pre-mRNA.

'''RRM1 in RRM2''':
Dva RNA prepoznavna motiva, ki sta potrebna za vezavo RNA oz. DNA. Omogoča vezavo na zaporedja s ponovitvami UG ali TG na 3’-UTR regiji mRNA oz. DNA.

'''CTD''':
C-končna domena (CTD) je domena značilna za prione oz. prion-like domain (PLD). Ta domena ima neurejeno zgradbo (IDR), kar pomeni da je precej fleksibilna. Na skrajnem koncu CTD je regija bogata z glicini in pred tem za prione značilna regija bogata z glutamini in asparagini (Q/N domena). Skoraj vse mutacije značine za razvoj ALS se zgodijo prav v tej domeni, zato je ta domena zelo pomembna pri patogenezi TDP-43.

TDP-43 spreminja svojo konformacijo med “odprto” in “zaprto” obliko. V zaprti konformaciji so prisotne šibke interakcije med domenami, v odprti pa lahko veže ligand. To mu omogoča opravljanje njegovih funkcij (odprta) in zmanjšuje nastajanje apregatov (zaprta).

==LLPS in agregacija==
PLD je Edina domena, ki je samostojna zmožna LLPS in tvori amiloidne fibrile. Zato je prisotnost te domene glavni gonilec za fazno separacijo TDP-43. Mutacije na PLD povezane z ALS, kot je A315E, pa samo še pospešijo potek LLPS. Regulacija LLPS poteka z ATP, RNA in oligomerizacijo proteina. V jedru TDP-43 ne tvori agregatov zaradi visokih koncentracij RNA, ki raztaplajo LLPS.

TDP-43 tvori interakcije z RNA preko dveh z argininom in lizinom bogatih regij v PLD, ter z regijama RRM1 in RRM2. RRM1 in RRM2 sta zelo pomembni pri tvorbi agregatov. ATP se lahko veže na podobna mesta kot RNA. Tvori lahko interakcije z RRM1 in RRM2 in tako prepreči agregacijo. Raziskave so pokazale da je vezava ATP na RRM domene kot nekakšen varovalni sistem za preprečitev razvoja toksičnosti proteinov, ki vsebujejo te domene. ATP pa se lahko veže tudi na NTD in omogoča funkcionalno oligomerizacijo. Z leti se zmanjša koncentracija ATP v celicah, kar vodi v večje število monomerov, ki lahko izhajajo iz jedra, ter je s tem omogočen nastanek citoplazemskih agregatov. Pojav agregatov je zato bolj pogost pri starejših. Nastanek agregatov pa vodi v uničenje celic in razvoj patoloških simptomov.

=Zaključek=
LLPS je pomemben celični mehanizem, ki ga je potrebno dobro razumeti, da bi lahko razvili učinkovita zdravila za nevrodegenerativne bolezni, saj so kapljice, ki nastanejo, vmesni korak do nastanka agregatov. Kot tarče učinkovin pa bi lahko uporabili ravno proteine kot sta FUS in TDP-43, saj bi lahko z regulacijo teh proteinov vplivali na zmanjšanje pojava oz. uničenje agregatov. Druge možne tarče za razvoj učinkovin so še encimi, ki omogočajo posttranslacijske modifikacije proteinov v agregatih ter razvoj majhnih molekul, ki bi delovale kot inhibitorji ali pa analogi ATP,ki bi tako onemogočile nastanek agregata.

=Viri=
[1] J. Song: Molecular Mechanisms of Phase Separation and Amyloidosis of ALS/FTD-linked FUS and TDP-43. Aging and disease 2024, 15, 2084–2112. DOI: 10.14336/AD.2023.1118

[2] X. Lu, J. Lu, S. Li, S. Feng, Y. Wang, L. Cui: The Role of Liquid-Liquid Phase Separation in the Accumulation of Pathological Proteins: New Perspectives on the Mechanism of Neurodegenerative Diseases. Aging and disease 2025, 16, 769–786. DOI: 10.14336/AD.2024.0209

[3] E. M. J. De Boer, V. K. Orie, T. Williams, M. R. Baker, H. M. De Oliveira, T. Polvikoski, M. Silsby, P. Menon, M. Van Den Bos, G. M. Halliday idr.: TDP-43 proteinopathies: a new wave of neurodegenerative diseases. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2021, 92, 86–95. DOI: 10.1136/jnnp-2020-322983
[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T23:31:58Z

Petar Ničić: /* LLPS in agregacija */

=Uvod=
Fazna separacija tekoče-tekoče (LLPS) je reverzibilen in dinamičen biološko pomemben fizikalni pojav nastajanja koloidov iz homogenih raztopin. S pomočjo nje se tvori večina brezmembranskih celičnih organelov, oz. tako imenovanih biomolekularnih kondenzatov, kot so na primer jedrce, Cajalova telesca, ali stresne granule.

Pri LLPS pride do ločitve začetne raztopine v razredčeno in gosto fazo, pri čemer je gosta faza lahko več desetkrat bolj koncentrirana in tvori emulzijske kapljice. Meni se, da lahko vsi biopolimeri tvorijo takšne faze, vendar so pogoji, pod katerimi pride do LLPS, značilno različni za vsak sistem. Najbolj pomembna lastnost proteinov, ki se fazno ločujejo tudi pri majhnih koncentracijah, je večvalenca. Večvalenca je predvsem značilnost fleksibilnih neurejenih regij proteina, na katere se lahko veže več kopij istega ali različnega proteina oz. nukleinske kisline, zaradi česar lažje pride do fazne separacije in posledično agregacije.

Vendar je LLPS zelo pomembna za normalne metabolične funkcije, pogosto je tudi vzrok nastanka proteinopatov. Zaradi zunanjega stresa ali mutacijskih sprememb, gosta faza nastala pri LLPS lahko “stari”, kar pomeni, da ji se spremeni dinamika v bolj togo stanje, kot je gel ali amiloidni fibril. V zadnjih letih so ključne raziskave povezale ta proces agregacije s številnimi nevrodegenerativnimi bolezni, kot so amiotrofična lateralna skleroza (ALS) in frontotemporalna demenca (FTD).

Ključni RNA-vezavni proteini, ki so povezani z razvojem teh bolezni, vključujejo FUS in TDP-43.

=FUS=
==Vloga v celici==
Fused in sarcoma (FUS), včasih Translocated in sarcoma (TLS), je heterogeni jedrski ribonukleoprotein (hnRNP). Nahaja se predvsem v jedru, kjer ima pomembno vlogo pri transkripciji, translaciji, transportu in procesiranju RNA ter popravku napak na DNA. FUS, za razliko od večine drugih podobnih proteinov, pod določenimi pogoji lahko translocira iz jedra v citoplazmo in se kopiči v fibrilarne agregate.
==Zgradba==
FUS ima 526 aminokislinskih ostankov, razporejenih v tri glavne domene. Vsebuje dve urejeni regiji za vezavo nukleinskih kislin, RNA prepoznavni motiv (RRM) in cinkov prst (ZnF). Več kot 70 odstotkov FUS pa sestavljajo neurejene regije (IDR). Zanje je značilna odsotnost velikih hidrofobnih ostankov, zaradi česar niso del sekundarnih struktur, temveč so precej fleksibilni. V N-terminalni domeni (NTD) se nahaja prionu podobna regija (PLD), ki je bogata z glutaminom, glicinom, serinom in treoninom. Protein vsebuje pa tudi 3 RG/RGG-bogate neurejene regije.

==LLPS in agregacija==

V odsotnosti nukleinskih kislin ima le prionu podobna regija (PLD) N-terminalne domene inherentne lastnosti fazne separacije. Ta lahko polimerizira v obliki nepatogenih homogenih amiloidnih fibrilov. Raziskave so pa pokazale, da je RRM, s svojimi velikimi hidrofobičnimi ostanki, tista regija ki je ključna za nastanek toksičnih agregatov. FUS RRM lahko polimerizira v nativnih pogojih v prisotnosti nukleinske kisline, pri čemer pride do dinamičnega odprtja strukture in intramolekularnih interakcij preko osrednjih beta-trakov.

Do nepravilne fazne separacije FUS proteina lahko vodijo različne patogene mutacije, predvsem znutraj PLD, kot je za FTD značilna G156E, in tudi nekatere posttranslacijske modifikacije. Na primer raziskave so pokazale, da ko argininski ostanki proteina niso metilirani, pride do močnejših interakcij med njimi in aromatskimi aminokislinskimi ostanki, kar povzroči izrazitejšo kondenzacijo.

Možni zaviralci nastajanja toksičnih fibrilov vključujejo ATP, ki se lahko veže na RRM in s tem zvišja kinetično bariero fazne separacije, ter fosforilacija PLD, za katero se je iskazalo, da zmanjšuje toksičnost te domene ter pozitivno spremeni dinamiko LLPS.

=TDP-43=
TAR-DNA-binding protein 43 spada v skupino heterogenih jedrnih ribonukleoproteinov (hnRNP). Prvič je bil identificiran kot protein, ki veže TAR DNA pri virusu HIV in zavira prepis DNA. Ta protein se pretežno nahaja v jedrih živčnih celic, a je zmožen preiti tudi v citoplazmo. V jedru je običajno vezan na RNA ali DNA, pri čemer ima večjo afiniteto do RNA.
==Vloga v celici==
TDP-43 je vključen v številne procese v celici, predvsem v metabolizem RNA. Sodeluje pri transkripciji, izrezovanju intronov (splicing) in stabilizaciji mRNA. Veže lahko več tisoč različnih RNA molekul. S faznim prehodom tekoče-tekoče pa lahko sodeluje pri tvorbi stresnih granul in drugih biomolekulskih kondenzatov, ki so ključni za odziv na stres v celicah in metabolizem RNA. Prav tako je pomemben pri nekaterih načinih popravljanja dvojnih prelomov DNA.
==Zgradba==
TDP-43 ima 414 aminokislinskih ostankov in je razdeljen na štiri domene.

'''NTD''':
N-končna domena (NTD), ki je pomembna za polimerizacijo. Prek te domene se tvorijo funkcionalni dimeri oziroma oligomeri v celicah. Različni polimeri pa omogočajo izrezovanje intronov pri molekulah pre-mRNA.

'''RRM1 in RRM2''':
Dva RNA prepoznavna motiva, ki sta potrebna za vezavo RNA oz. DNA. Omogoča vezavo na zaporedja s ponovitvami UG ali TG na 3’-UTR regiji mRNA oz. DNA.

'''CTD''':
C-končna domena (CTD) je domena značilna za prione oz. prion-like domain (PLD). Ta domena ima neurejeno zgradbo (IDR), kar pomeni da je precej fleksibilna. Na skrajnem koncu CTD je regija bogata z glicini in pred tem za prione značilna regija bogata z glutamini in asparagini (Q/N domena). Skoraj vse mutacije značine za razvoj ALS se zgodijo prav v tej domeni, zato je ta domena zelo pomembna pri patogenezi TDP-43.

TDP-43 spreminja svojo konformacijo med “odprto” in “zaprto” obliko. V zaprti konformaciji so prisotne šibke interakcije med domenami, v odprti pa lahko veže ligand. To mu omogoča opravljanje njegovih funkcij (odprta) in zmanjšuje nastajanje apregatov (zaprta).

==LLPS in agregacija==
PLD je Edina domena, ki je samostojna zmožna LLPS in tvori amiloidne fibrile. Zato je prisotnost te domene glavni gonilec za fazno separacijo TDP-43. Mutacije na PLD povezane z ALS, kot je A315E, pa samo še pospešijo potek LLPS. Regulacija LLPS poteka z ATP, RNA in oligomerizacijo proteina. V jedru TDP-43 ne tvori agregatov zaradi visokih koncentracij RNA, ki raztaplajo LLPS.

TDP-43 tvori interakcije z RNA preko dveh z argininom in lizinom bogatih regij v PLD, ter z regijama RRM1 in RRM2. RRM1 in RRM2 sta zelo pomembni pri tvorbi agregatov. ATP se lahko veže na podobna mesta kot RNA. Tvori lahko interakcije z RRM1 in RRM2 in tako prepreči agregacijo. Raziskave so pokazale da je vezava ATP na RRM domene kot nekakšen varovalni sistem za preprečitev razvoja toksičnosti proteinov, ki vsebujejo te domene. ATP pa se lahko veže tudi na NTD in omogoča funkcionalno oligomerizacijo. Z leti se zmanjša koncentracija ATP v celicah, kar vodi v večje število monomerov, ki lahko izhajajo iz jedra, ter je s tem omogočen nastanek citoplazemskih agregatov. Pojav agregatov je zato bolj pogost pri starejših. Nastanek agregatov pa vodi v uničenje celic in razvoj patoloških simptomov.

=Zaključek=
LLPS je pomemben celični mehanizem, ki ga je potrebno dobro razumeti, da bi lahko razvili učinkovita zdravila za nevrodegenerativne bolezni, saj so kapljice, ki nastanejo, vmesni korak do nastanka agregatov. Kot tarče učinkovin pa bi lahko uporabili ravno proteine kot sta FUS in TDP-43, saj bi lahko z regulacijo teh proteinov vplivali na zmanjšanje pojava oz. uničenje agregatov. Druge možne tarče za razvoj učinkovin so še encimi, ki omogočajo posttranslacijske modifikacije proteinov v agregatih ter razvoj majhnih molekul, ki bi delovale kot inhibitorji ali pa analogi ATP,ki bi tako onemogočile nastanek agregata.

=Viri=

[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T22:40:23Z

Petar Ničić: /* Zaključek */

=Uvod=
Fazna separacija tekoče-tekoče (LLPS) je reverzibilen in dinamičen biološko pomemben fizikalni pojav nastajanja koloidov iz homogenih raztopin. S pomočjo nje se tvori večina brezmembranskih celičnih organelov, oz. tako imenovanih biomolekularnih kondenzatov, kot so na primer jedrce, Cajalova telesca, ali stresne granule.

Pri LLPS pride do ločitve začetne raztopine v razredčeno in gosto fazo, pri čemer je gosta faza lahko več desetkrat bolj koncentrirana in tvori emulzijske kapljice. Meni se, da lahko vsi biopolimeri tvorijo takšne faze, vendar so pogoji, pod katerimi pride do LLPS, značilno različni za vsak sistem. Najbolj pomembna lastnost proteinov, ki se fazno ločujejo tudi pri majhnih koncentracijah, je večvalenca. Večvalenca je predvsem značilnost fleksibilnih neurejenih regij proteina, na katere se lahko veže več kopij istega ali različnega proteina oz. nukleinske kisline, zaradi česar lažje pride do fazne separacije in posledično agregacije.

Vendar je LLPS zelo pomembna za normalne metabolične funkcije, pogosto je tudi vzrok nastanka proteinopatov. Zaradi zunanjega stresa ali mutacijskih sprememb, gosta faza nastala pri LLPS lahko “stari”, kar pomeni, da ji se spremeni dinamika v bolj togo stanje, kot je gel ali amiloidni fibril. V zadnjih letih so ključne raziskave povezale ta proces agregacije s številnimi nevrodegenerativnimi bolezni, kot so amiotrofična lateralna skleroza (ALS) in frontotemporalna demenca (FTD).

Ključni RNA-vezavni proteini, ki so povezani z razvojem teh bolezni, vključujejo FUS in TDP-43.

=FUS=
==Vloga v celici==
Fused in sarcoma (FUS), včasih Translocated in sarcoma (TLS), je heterogeni jedrski ribonukleoprotein (hnRNP). Nahaja se predvsem v jedru, kjer ima pomembno vlogo pri transkripciji, translaciji, transportu in procesiranju RNA ter popravku napak na DNA. FUS, za razliko od večine drugih podobnih proteinov, pod določenimi pogoji lahko translocira iz jedra v citoplazmo in se kopiči v fibrilarne agregate.
==Zgradba==
FUS ima 526 aminokislinskih ostankov, razporejenih v tri glavne domene. Vsebuje dve urejeni regiji za vezavo nukleinskih kislin, RNA prepoznavni motiv (RRM) in cinkov prst (ZnF). Več kot 70 odstotkov FUS pa sestavljajo neurejene regije (IDR). Zanje je značilna odsotnost velikih hidrofobnih ostankov, zaradi česar niso del sekundarnih struktur, temveč so precej fleksibilni. V N-terminalni domeni (NTD) se nahaja prionu podobna regija (PLD), ki je bogata z glutaminom, glicinom, serinom in treoninom. Protein vsebuje pa tudi 3 RG/RGG-bogate neurejene regije.

==LLPS in agregacija==

V odsotnosti nukleinskih kislin ima le prionu podobna regija (PLD) N-terminalne domene inherentne lastnosti fazne separacije. Ta lahko polimerizira v obliki nepatogenih homogenih amiloidnih fibrilov. Raziskave so pa pokazale, da je RRM, s svojimi velikimi hidrofobičnimi ostanki, tista regija ki je ključna za nastanek toksičnih agregatov. FUS RRM lahko polimerizira v nativnih pogojih v prisotnosti nukleinske kisline, pri čemer pride do dinamičnega odprtja strukture in intramolekularnih interakcij preko osrednjih beta-trakov.

Do nepravilne fazne separacije FUS proteina lahko vodijo različne patogene mutacije, predvsem znutraj PLD, kot je za FTD značilna G156E, in tudi nekatere posttranslacijske modifikacije. Na primer raziskave so pokazale, da ko argininski ostanki proteina niso metilirani, pride do močnejših interakcij med njimi in aromatskimi aminokislinskimi ostanki, kar povzroči izrazitejšo kondenzacijo.

Možni zaviralci nastajanja toksičnih fibrilov vključujejo ATP, ki se lahko veže na RRM in s tem zvišja kinetično bariero fazne separacije, ter fosforilacija PLD, za katero se je iskazalo, da zmanjšuje toksičnost te domene ter pozitivno spremeni dinamiko LLPS.

=TDP-43=
TAR-DNA-binding protein 43 spada v skupino heterogenih jedrnih ribonukleoproteinov (hnRNP). Prvič je bil identificiran kot protein, ki veže TAR DNA pri virusu HIV in zavira prepis DNA. Ta protein se pretežno nahaja v jedrih živčnih celic, a je zmožen preiti tudi v citoplazmo. V jedru je običajno vezan na RNA ali DNA, pri čemer ima večjo afiniteto do RNA.
==Vloga v celici==
TDP-43 je vključen v številne procese v celici, predvsem v metabolizem RNA. Sodeluje pri transkripciji, izrezovanju intronov (splicing) in stabilizaciji mRNA. Veže lahko več tisoč različnih RNA molekul. S faznim prehodom tekoče-tekoče pa lahko sodeluje pri tvorbi stresnih granul in drugih biomolekulskih kondenzatov, ki so ključni za odziv na stres v celicah in metabolizem RNA. Prav tako je pomemben pri nekaterih načinih popravljanja dvojnih prelomov DNA.
==Zgradba==
TDP-43 ima 414 aminokislinskih ostankov in je razdeljen na štiri domene.

'''NTD''':
N-končna domena (NTD), ki je pomembna za polimerizacijo. Prek te domene se tvorijo funkcionalni dimeri oziroma oligomeri v celicah. Različni polimeri pa omogočajo izrezovanje intronov pri molekulah pre-mRNA.

'''RRM1 in RRM2''':
Dva RNA prepoznavna motiva, ki sta potrebna za vezavo RNA oz. DNA. Omogoča vezavo na zaporedja s ponovitvami UG ali TG na 3’-UTR regiji mRNA oz. DNA.

'''CTD''':
C-končna domena (CTD) je domena značilna za prione oz. prion-like domain (PLD). Ta domena ima neurejeno zgradbo (IDR), kar pomeni da je precej fleksibilna. Na skrajnem koncu CTD je regija bogata z glicini in pred tem za prione značilna regija bogata z glutamini in asparagini (Q/N domena). Skoraj vse mutacije značine za razvoj ALS se zgodijo prav v tej domeni, zato je ta domena zelo pomembna pri patogenezi TDP-43.

TDP-43 spreminja svojo konformacijo med “odprto” in “zaprto” obliko. V zaprti konformaciji so prisotne šibke interakcije med domenami, v odprti pa lahko veže ligand. To mu omogoča opravljanje njegovih funkcij (odprta) in zmanjšuje nastajanje apregatov (zaprta).

==LLPS in agregacija==
Prisotnost PLD je glavni gonilec LLPS pri TDP-43. V odprti konformaciji se lahko povežejo domene več monomerov in se lahko tako tvorijo kapljice. Regulacija LLPS poteka z ATP in RNA. Visoke koncentracije RNA v jedru onemogočajo nastanek agregatov. TDP-43 tvori interakcije z RNA preko dveh z argininom in lizinom bogatih regij v CTD, ter z RRM1 in RRM2. Na RRM1 in RRM2 se lahko veže tudi ATP in s tem prepreči agregacijo. ATP se veže tudi na NTD in omogoča funkcionalno oligomerizacijo. Z leti se zmanjša koncentracija ATP, kar vodi v monomerizacijo in izhod iz jedra ter možnost nastanka agregata v citoplazmi. Pojav agregatov je zato bolj pogost pri starejših osebah. Nastanek agregatov pa vodi v uničenje živčnih celic in razvoj patoloških simptomov.

=Zaključek=
LLPS je pomemben celični mehanizem, ki ga je potrebno dobro razumeti, da bi lahko razvili učinkovita zdravila za nevrodegenerativne bolezni, saj so kapljice, ki nastanejo, vmesni korak do nastanka agregatov. Kot tarče učinkovin pa bi lahko uporabili ravno proteine kot sta FUS in TDP-43, saj bi lahko z regulacijo teh proteinov vplivali na zmanjšanje pojava oz. uničenje agregatov. Druge možne tarče za razvoj učinkovin so še encimi, ki omogočajo posttranslacijske modifikacije proteinov v agregatih ter razvoj majhnih molekul, ki bi delovale kot inhibitorji ali pa analogi ATP,ki bi tako onemogočile nastanek agregata.

=Viri=

[[Category:SEM]] [[Category:BMB]]

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T20:16:50Z

Petar Ničić: /* Zgradba */

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T20:15:15Z

Petar Ničić: /* Zaključek */

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T20:14:54Z

Petar Ničić: /* TDP-43 */

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T20:13:55Z

Petar Ničić: /* TDP-43 */

Agregati RNP pri nevrodegenerativnih boleznih

2026-04-11T20:12:25Z

Petar Ničić: /* TDP-43 */

BIO2 Seminar 2025

2025-12-02T20:27:30Z

Petar Ničić: /* Biokemijski seminar */

= Biokemijski seminar =
doc. dr. Gregor Gunčar, K2.022

== Seznam seminarjev ==
{| class="wikitable"
! študent !! poglavje !! naslov seminarja !! recenzent 1 !! recenzent 2 !! datum oddaje !! datum recenzije !! datum predstavitve
|-
| Sojer, Peter || 12 || || Sumina, Mia || Logar, Klara || 24/10/2025 || 27/10/2025 || 29/10/2025
|-
| Vertnik, Tadej || 12 || [[BIO2_Povzetki_seminarjev_2025|Proteinska fosfataza 1 pod nadzorom SDS22 in inhibitorja-3]] || Prevodnik, Tjaša || Jelaković, Tina || 24/10/2025 || 27/10/2025 || 29/10/2025
|-
| Grošelj, Kristina || 12 || || Markova, Evdokija || Bratkovič, Maša || 24/10/2025 || 27/10/2025 || 29/10/2025
|-
| Korbar, Maruša || 12 || || Papa, Maja || Žižmund, Bruno || 24/10/2025 || 27/10/2025 || 29/10/2025
|-
| Fink Ružič, Ema || 12 || || Sojer, Peter || Sumina, Mia || 31/10/2025 || 03/11/2025 || 05/11/2025
|-
| Neloska, Nina || 12 || || Vertnik, Tadej || Prevodnik, Tjaša || 31/10/2025 || 03/11/2025 || 05/11/2025
|-
| Bogataj, Tjaša || 12 || || Žižmund, Bruno || Markova, Evdokija || 31/10/2025 || 03/11/2025 || 05/11/2025
|-
| Uršič, Neža || 12 || || Korbar, Maruša || Sojer, Peter || 31/10/2025 || 03/11/2025 || 05/11/2025
|-
| Peteh, Zoja || 14-15 || || Fink Ružič, Ema || Papa, Maja || 07/11/2025 || 10/11/2025 || 12/11/2025
|-
| Černoša, Žiga || 14-15 || || Neloska, Nina || Vertnik, Tadej || 07/11/2025 || 10/11/2025 || 12/11/2025
|-
| Sitki, Anna || 14-15 || || Bogataj, Tjaša || Grošelj, Kristina || 07/11/2025 || 10/11/2025 || 12/11/2025
|-
| Kranjc Praprotnik, Ana || 14-15 || || Uršič, Neža || Korbar, Maruša || 07/11/2025 || 10/11/2025 || 12/11/2025
|-
| Željko, Urška || 16 || || Peteh, Zoja || Fink Ružič, Ema || 14/11/2025 || 17/11/2025 || 19/11/2025
|-
| Matjašec, Klemen || 16 || || Černoša, Žiga || Neloska, Nina || 14/11/2025 || 17/11/2025 || 19/11/2025
|-
| Trojer, Pavel || 16 || Kataplerotske in anaplerotske reakcije Krebsovega cikla || Sitki, Anna || Bogataj, Tjaša || 14/11/2025 || 17/11/2025 || 19/11/2025
|-
| Šen Bubnjevič, Nuša || 16 || || Kranjc Praprotnik, Ana || Uršič, Neža || 14/11/2025 || 17/11/2025 || 19/11/2025
|-
| Špan, Ana || 17 || || Željko, Urška || Peteh, Zoja || 21/11/2025 || 24/11/2025 || 26/11/2025
|-
| Filipič, Žan || 17 || Pomen ketonskih telesc za celice in dolgoživost || Matjašec, Klemen || Černoša, Žiga || 21/11/2025 || 24/11/2025 || 26/11/2025
|-
| Zaletelj, Teja || 17 || Mitohondriji – več kot le vir energije: razkrita pot sinteze maščobnih kislin || Trojer, Pavel || Sitki, Anna || 21/11/2025 || 24/11/2025 || 26/11/2025
|-
| Vetrih, Elina || 17 || Vpliv časa pri zaužitju maščob na metabolizem || Šen Bubnjevič, Nuša || Kranjc Praprotnik, Ana || 21/11/2025 || 24/11/2025 || 26/11/2025
|-
| Kokol, Manja || 18 || || Špan, Ana || Željko, Urška || 28/11/2025 || 01/12/2025 || 03/12/2025
|-
| Ničić, Petar || 18 || Cikel uree in hiperamonemija: okvare v ciklu in možni terapevtski pristopi || Filipič, Žan || Matjašec, Klemen || 28/11/2025 || 01/12/2025 || 03/12/2025
|-
| Založnik, Lina || 18 || || Zaletelj, Teja || Trojer, Pavel || 28/11/2025 || 01/12/2025 || 03/12/2025
|-
| Pikelj, Vesna || 18 || Pomen razvejanih aminokislin || Vetrih, Elina || Šen Bubnjevič, Nuša || 28/11/2025 || 01/12/2025 || 03/12/2025
|-
| Kovač, Maša || 19 || || Kokol, Manja || Špan, Ana || 05/12/2025 || 08/12/2025 || 10/12/2025
|-
| Rampre, Inja || 19 || || Ničić, Petar || Filipič, Žan || 05/12/2025 || 08/12/2025 || 10/12/2025
|-
| Jeretič, Timon || 19 || || Založnik, Lina || Zaletelj, Teja || 05/12/2025 || 08/12/2025 || 10/12/2025
|-
| Debevec, Ana || 19 || || Pikelj, Vesna || Vetrih, Elina || 05/12/2025 || 08/12/2025 || 10/12/2025
|-
| Sedonja, Jakob || 20 || || Kovač, Maša || Kokol, Manja || 12/12/2025 || 15/12/2025 || 17/12/2025
|-
| Činkole Črček, Anja || 20 || || Rampre, Inja || Ničić, Petar || 12/12/2025 || 15/12/2025 || 17/12/2025
|-
| Gobec, Lara || 20 || || Jeretič, Timon || Založnik, Lina || 12/12/2025 || 15/12/2025 || 17/12/2025
|-
| Milić, Danka || 20 || || Debevec, Ana || Pikelj, Vesna || 12/12/2025 || 15/12/2025 || 17/12/2025
|-
| Štante, Nejc || 21 || || Sedonja, Jakob || Kovač, Maša || 19/12/2025 || 22/12/2025 || 24/12/2025
|-
| Lanišek, Eva || 21 || || Činkole Črček, Anja || Rampre, Inja || 19/12/2025 || 22/12/2025 || 24/12/2025
|-
| Bedjanič, Bine || 21 || || Gobec, Lara || Jeretič, Timon || 19/12/2025 || 22/12/2025 || 24/12/2025
|-
| Presker, Urša || 21 || || Milić, Danka || Debevec, Ana || 19/12/2025 || 22/12/2025 || 24/12/2025
|-
| Smodiš, Živa || 22 || || Štante, Nejc || Sedonja, Jakob || 02/01/2026 || 05/01/2026 || 07/01/2026
|-
| Logar, Klara || 22 || || Lanišek, Eva || Činkole Črček, Anja || 02/01/2026 || 05/01/2026 || 07/01/2026
|-
| Jelaković, Tina || 22 || || Bedjanič, Bine || Gobec, Lara || 02/01/2026 || 05/01/2026 || 07/01/2026
|-
| Bratkovič, Maša || 22 || || Presker, Urša || Milić, Danka || 02/01/2026 || 05/01/2026 || 07/01/2026
|-
| Žižmund, Bruno || 23 || || Smodiš, Živa || Štante, Nejc || 09/01/2026 || 12/01/2026 || 14/01/2026
|-
| Sumina, Mia || 23 || || Logar, Klara || Lanišek, Eva || 09/01/2026 || 12/01/2026 || 14/01/2026
|-
| Prevodnik, Tjaša || 23 || || Jelaković, Tina || Bedjanič, Bine || 09/01/2026 || 12/01/2026 || 14/01/2026
|-
| Markova, Evdokija || 23 || || Bratkovič, Maša || Presker, Urša || 09/01/2026 || 12/01/2026 || 14/01/2026
|-
| Papa, Maja || 23 || || Grošelj, Kristina || Smodiš, Živa || 09/01/2026 || 12/01/2026 || 14/01/2026
|}

*številka v okencu za temo pomeni poglavje v Lehningerju, v katerega naj izbrana tema spada
Razporeditev je začasna in se lahko še spremeni, načeloma pa se termini do vključno 18. poglavja ne bodo spreminjali.
Prosim, da mi sporočite morebitne napake ali če vas nisem razporedil.

== Gradivo za predavanja ==
Gradivo za predavanja in seminarje najdete na http://bio.ijs.si/~zajec/bio2/
username: bio2
password: samozame

==Naloga==
'''Vaša naloga za seminar je: '''
Samostojno pripraviti seminar o seminarski temi, ki vam je bila dodeljena. Za osnovo morate vzeti pregledni članek iz revije, ki ima faktor vpliva nad 5 (npr. [http://www.sciencedirect.com/science/journal/09680004/ TIBS]. Poiskati morate še vsaj tri znanstvene članke, ki se nanašajo na opisano temo, in jih uporabiti kot podlago za seminarsko nalogo! Članki so dostopni [https://libgen.is/ tukaj].

Za pripravo seminarja velja naslednje: 
* [[BIO2 Povzetki seminarjev 2025|Povzetek seminarja]] opišete na wikiju '''v 200 besedah''' (+- dvajset besed) - najkasneje do dne, ko morate oddati seminar recenzentom. Povzetek je tudi del pisnega izdelka.
* Povezavo do povzetka vnesete v tabelo seminarjev tekočega letnika.
* Seminar pripravite v obliki seminarske naloge na ~5–12 straneh A4 (pisava 12, enojni razmak, 2,5 cm robovi). Obseg seminarja naj bo 2700 do 3000 besed , a ne več kot 3500 besed. Seminarska naloga mora vsebovati najmanj tri slike, bolje več. Eno sliko morate narisati sami in to pod sliko posebej označiti. Slika mora imeti legendo in v besedilu mora biti na ustreznem mestu sklic na sliko. 
* Seminar oddajte do datuma oddaje, ki je naveden v tabeli, v elektronski obliki z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* Vsi seminarji so v elektronski obliki dostopni [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/bioseminar/ tukaj].
* Recenzenti do dneva, določenega v tabeli, določijo popravke (v elektronski obliki) in podajo oceno pisnega dela. Popravljen seminar oddajte z uporabo [http://bio.ijs.si/~zajec/poslji/ tega obrazca].
* Ustna predstavitev sledi na dan, ki je vpisan v tabeli. Za predstavitev je na voljo 15 do 18 minut. Recenzenti morajo biti na predstavitvi prisotni.
* Predstavitvi sledi razprava. Recenzenti podajo oceno predstavitve in postavijo najmanj dve vprašanji. Vsi ostali morajo postaviti še dve dodatni vprašanji v okviru celega seminarskega obdobja. Vprašanja, ki ste jih postavili, vpišite na [https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdV9OFlNzI3XyS8FRGnuIbG89gwH_36uwz29ocigV--2CXSbQ/viewform tukaj].
* Na dan predstavitve morate še pred predstavitvijo oddati končno (popravljeno) elektronsko verzijo seminarja, predstavitev pa morate oddati na strežnik na dan predstavitve do polnoči.
* Seminarska naloga in povzetek morajo biti v slovenskem jeziku, razen za študente, katerih materni jezik ni slovenščina. Ti lahko oddajo seminar v angleškem jeziku.

==Imena datotek==
Prosim vas, da vse datoteke, ki mi jih pošiljate, poimenujete po naslednjem ključu:
* 312_BIO_Priimek_Ime.docx za seminar, npr. 312_BIO_Guncar_Gregor.docx
* 312_BIO_Priimek_ime_final.docx za končno verzijo seminarja
* 312_BIO_Priimek_Ime_rec_Priimek2.docx za recenzijo, kjer je Priimek2 priimek recenzenta, npr. 312_BIO_Guncar_Gregor_rec_Scott.docx (če se pišete Scott in odajate recenzijo za seminar, ki ga je napisal Gunčar)
* 312_BIO_Priimek_Ime.pptx za prezentacijo, npr 312_BIO_Guncar_Gregor.pptx
* 312_BIO_Priimek_ime_poprava.doc(x) za popravljeno končno verzijo seminarja, če so popravki manjši

==Ocenjevanje seminarjev==
Recenzenti ocenijo seminar tako, da izpolnijo [https://docs.google.com/forms/d/1EQDYwFO-DEzZ2R7jf8DhLqIeV4FFxRd3-ScceEASpt4/viewform recenzentsko poročilo] na spletu. Recenzentsko poročilo morate oddati najkasneje do 21:00, en dan pred predstavitvijo seminarja.

== Mnenje o predstavitvi ==
Vsak posameznik odda svoje mnenje o predstavitvi takoj po predstavitvi z online glasovanjem.

==Urejanje spletnih strani na wikiju==
Wiki so razvili zato, da lahko spletne vsebine ureja vsakdo. Ukazi so preprosti, dokler si ne zamislite česa prav posebnega. Vseeno pa je Word v primerjavi z wikijem pravo čudežno orodje ... Če imate težave z oblikovanjem besedila, si preberite poglavje o urejanju wiki-strani na Wikipediji ([http://en.wikipedia.org/wiki/Help:Editing tule] v angleščini in [http://sl.wikipedia.org/wiki/Wikipedija:Urejanje_strani tu] v slovenščini). Pomaga tudi, če pogledate, kako je zapisana kakšna stran, ki se vam zdi v redu: kliknite na zavihek 'Uredite stran' in si poglejte, kako so vpisane povezave, kako nov odstavek in podobno. ''Na koncu seveda pod oknom za urejanje kliknite na 'Prekliči'.''

==Citiranje virov==
V seminarskih nalogah uporabljajte način citiranja, ki je predpisan za [https://fkkt.uni-lj.si/fileadmin/datoteke/1-O_fakulteti/3-Pravilniki__akti/2_stopnja_Pravilnik_Priloge/Navodila_za_izdelavo_dipl_mag_dela_PB3.pdf diplomska in magistrska dela na FKKT].
Temeljno načelo je, da je treba vir navesti na tak način, da ga je mogoče nedvoumno poiskati.

BIO2 Povzetki seminarjev 2025

2025-11-28T21:44:32Z

Petar Ničić: /* Povzetki seminarjev */

== Povzetki seminarjev ==
{| class="wikitable"
! študent !! naslov seminarja !! povzetek seminarja
|-
| Sojer, Peter ||naslov
||Inositol fosfati (InsP) in inositol pirofosfati (PP-InsP) so raznolika skupina bioaktivnih molekul, ki izhajajo iz kombinatorne fosforilacije cikloheksanskega inositolnega obroča. Te izjemno raznovrstne molekule, ki so široko razširjene v živih organizmih, delujejo kot sekundarni signalni posredniki, alosterični regulatorji, substrati in strukturni kofaktorji. Njihova kompleksna presnovna mreža je povezana s številnimi celičnimi potmi in tvori zapleten sistem, ki vpliva na skoraj vse vidike celične fiziologije. Ta seminarski članek ponuja celovit pregled najpogostejših InsP in PP-InsP, pri čemer preučuje njihovo biosintezo, presnovne povezave in strukturno raznolikost. Posebna pozornost je namenjena njihovim interakcijam z beljakovinami, vključno z njihovo sposobnostjo, da delujejo kot regulativni ligandi, ki modulirajo stabilnost beljakovin, aktivnost in signalne kaskade. Raziskujemo tudi uveljavljene in nastajajoče metodologije, ki se uporabljajo za preučevanje teh molekul, skupaj z nedavnimi odkritji, ki poudarjajo njihovo vlogo pri ohranjanju fiziološke homeostaze. Poleg tega ta seminarska naloga obravnava posledice motenega metabolizma InsP, pri čemer poudarja, kako dereguliranje prispeva k patološkim stanjem, kot so presnovne motnje, nevrodegeneracija, imunsko disfunkcija in rak. S konsolidacijo trenutnega znanja si to delo prizadeva pojasniti nerešena vprašanja na tem področju in poudariti terapevtski potencial ciljanega delovanja na poti, povezane z InsP, pri boleznih človeka.
|
|-
| Vertnik, Tadej || Proteinska fosfataza 1 pod nadzorom SDS22 in inhibitorja-3 || Proteinska fosfataza 1 (PP1), prisotna v vseh evkariontskih celicah, katalizira velik del defosforilacij serinskih (Ser) in treoninskih (Thr) aminokislinskih ostankov v proteinih. Sodeluje v številnih signalnih poteh in drugih celičnih procesih. Strogo jo regulirajo številni regulatorni interaktorji proteinske fosfataze ena (RIPPO). Dva najpogosteje izražena sta supresor-Dis2-številka 2 (SDS22) in inhibitor-3 (I3). Omenjena regulatorna interaktorja proteinske fosfataze ena (RIPPO) tvorita trojni kompleks s proteinsko fosfatazo 1 (PP1). Njuna delecija vodi do fenotipov mitotske zaustavitve, kar je lahko za nekatere organizme smrtonosno. Funkcija supresorja-Dis2-številka 2 (SDS22) in inhibitorja-3 (I3) je že desetletja neznanka. V preteklosti sta bila SDS22 in I3 poznana zgolj kot aktivatorja in inhibitorja PP1. V minulih letih pa so znanstveniki prišli do podrobnejših ugotovitev o kompleksni večstopenjski vlogi SDS22 in I3 v življenjskem ciklu PP1. Sodelujeta namreč pri stabilizaciji in aktivaciji novih PP1, translokaciji PP1 v jedro in tudi shranjevanju PP1 za ponovno uporabo pri tvorbi holoencimov. Obstoječe študije nakazujejo, da SDS22 in I3 služita tudi kot lovilca PP1 za proteolitsko degradacijo. Predstavljene bodo posamezne in medsebojne interakcije PP1, SDS22 in I3. ||
|-
| Grošelj, Kristina ||VPLIV SONČNE SVETLOBE NA SIGNALNE POTI
||Sončna svetloba je nekaj, s čimer se vsi vsakodnevno srečujemo, ampak le redko pomislimo, kako močno vpliva na celice v naši koži. Koža ni le pasivna pregrada, ampak je aktiven organ, ki zaznava svetlobo s pomočjo posebnih molekul. Najpomembnejši za zaznavanje svetlobe so opsini, ki so svetlobno občutljivi receptorji, ki delujejo podobno kot tisti v očeh, vendar so prisotni tudi v koži. Poleg opsinov sodelujejo še druge molekule, kot so kriptokromi, flavini, hemoproteini in melanin.Ob izpostavljenosti UVA-svetlobi se v keratinocitih aktivira opsin OPN3, ki sproži signalno kaskado preko G-proteinov. Ta vodi do sproščanja kalcija in aktivacije encimov, ki na koncu omogočijo nastanek melaninske kape, ki ščiti DNA pred UVA. Po drugi strani pa UVB in ROS sprožijo signalne poti, kot so MAPK in NF-κB, ki vodijo do razgradnje kolagena, vnetja in fotostaranja kože. Rdeča svetloba pa ima obraten učinek, saj preko mitohondrijev aktivira STAT3, ki spodbuja celjenje ran. Vse te poti kažejo, da sončna svetloba ni enoznačno dobra ali slaba, ampak sproža kompleksne odzive, ki so lahko ali pozitivni ali pa škodljivi, odvisno od količine in vrste svetlobe.
|
|-
| Korbar, Maruša || Osteoartroza: vloga signalne poti Wnt pri ravnovesju med regeneracijo in razgradnjo hrustanca || Osteoartroza je kronična, degenerativna bolezen sklepov, ki prizadene milijone ljudi po svetu in je glavni vzrok invalidnosti oziroma fizične oviranosti pri starejši populaciji. Njen razvoj je na biokemijskem nivoju posledica porušenega ravnovesja med sintezo in razgradnjo hrustančnega zunajceličnega matriksa. Ključno vlogo pri tem igrajo hondrociti, glavne celice sklepnega hrustanca. Njihova presnovna aktivnost je strogo uravnana, k čemur pomembno prispeva Wnt signalizacija. Ta vpliva na razvoj, diferenciacijo in preživetje hondrocitov ter uravnava ravnovesje med proliferacijo in zorenjem celic. V seminarski nalogi se osredotočam na potek signalnih poti in njihov vpliv. Kanonična Wnt/beta-kateninska pot nadzoruje izražanje genov, povezanih s sintezo kolagena, proteoglikanov in encimov za razgradnjo zunajceličnega matriksa. Nekanonične poti (Wnt/PCP in Wnt/ Ca2+) pa urejajo celično polariteto, komunikacijo med celicami in organizacijo tkiva. V zdravem hrustancu so te poti uravnotežene. Prekomerna aktivnost vodi v hipertrofijo hondrocitov, fibrozo in razgradnjo matriksa, medtem ko prenizka aktivnost zmanjšuje regeneracijske sposobnosti. Razumevanje mehanizma teh signalnih poti je zato pomembno za razvoj novih učinkovitih terapevtskih pristopov k zdravljenju osteoartroze. Eden izmed njih je zdravljenje z Lorecivivintom, ki je trenutno v tretji fazi kliničnega testiranja in pri testirancih kaže zelo obetavne rezultate. ||
|-
| Fink Ružič, Ema || Nikotin actetilholinski receptor || Nikotinski acetilholinski receptorji (nAChR) so integralni, od liganda odvisni ionski kanalčki. Sestavljeni so iz petih podenot, ki so razporejene okoli centralnega ionskega kanala. Ob vezavi acetilholina pride do značilnih konformacijskih sprememb v strukturi proteina, kar omogoči prehod kationov. Zaradi sposobnosti, da kemični signal pretvorijo v električnega, imajo ključno vlogo pri prenosu živčnih impulzov in se zato nahajajo v sinapsah centralnega in perifernih živčnih sistemov ter v živčno-mišičnih stikih.

Strukturno so razdeljeni tri funkcionalne dela - na zunajcelični del, transmembranski del in znotrajcelični del. Vezava liganda na ortosterično mesto sproži konformacijske spremembe, ki omogočijo odpiranje ionskega kanala. Poleg ortosteričnih vezavnih mest so bila odkrita tudi alosterična mesta, ki omogočajo dodatno, posredno uravnavanje aktivnosti receptorja. V seminarski nalogi je natančneje opisana struktura receptorja, ter tri različne znane konformacije, v katerih se (nAChR) lahko nahaja. Poleg tega je predstavljena tudi vloga alosteričnih modulatorjev in njihov vpliv na delovanje receptorja. Alosterični modulatorji lahko povečajo (pozitivni modulatorji) ali zmanjšajo (negativni modulatorji) aktivnost receptorja in imajo velik pomen pri razvoju novih zdravil, ki ciljajo na živčni sistem. Eno takih zdravil je danes že v uporabi za zdravljenje poporodne depresije. Ta receptor uravnava tudi sproščanje dopamina v možganih in zato igra pomembno vlogo pri razumevanju zasvojenosti.||
|-
| Neloska, Nina || Serotoninski receptorji in vpliv lipidno-proteinskih interakcij || Serotonin je v splošni javnosti znan kot “molekula dobrega počutja”, saj ga pogosto povezujemo z uravnavanjem razpoloženja. Poleg tega ima številne druge učinke na organizme, zaradi česar je izjemno kompleksna signalna molekula. Razumevanje mehanizmov serotoninske signalizacije je ponovno izziv. Več različnih tipov sinaptičnih serotoninskih receptorjev (5-HT-R), ki večinoma pripadajo družini z G-proteini sklopljenih receptorjev (GPCR), izkazujejo zanimive interakcije z lipidi, zlasti s holesterolom. Ugotovljeno je bilo, da sta učinkovitost in funkcionalna aktivnost 5-HT1-R in 5-HT3-R receptorjev neposredno odvisni od prisotnosti holesterola. Podobno tudi pri serotoninskem prenašalcu (SERT), ki sodeluje pri ponovnem privzemu serotonina v predsinaptično membrano, kaže izrazite spremembe v svojem konformacijskem ravnovesju, kadar je holesterol vezan na specifične domene na proteinu. V sinaptičnih membranah so prisotni številni, evolucijsko ohranjene domene, tako imenovani “lipidni splavi” (angl. lipid rafts), za katere je bilo dokazano, da vplivajo na funkcionalnost receptorjev, kar dodatno potrjuje njihovo vlogo v regulaciji signalnih procesov. Poleg tega serotonin lahko neposredno vpliva na lastnosti membrane z vezavo na polarne glave lipidov, kar spreminja fleksibilnost in premeabilnost membrane ter pospešuje zlivanje veziklov. Te kompleksne interakcije med lipidi in membranskimi proteini, zlasti med serotoninskimi receptorji in lipidi, ki sestavljajo celično membrano, so verjetno ključne za popolno razumevanje serotoninske signalizacije. ||
|-
| Bogataj, Tjaša || Endomembranska signalizacija GPCR || Receptorji sklopljeni z G-proteini (GPCR) so največja skupina celičnih receptorjev. Zaznavajo signale zunaj celice in sprožijo odziv celice preko znotrajceličnih signalov. Sodelujejo pri transkripciji genov, uravnavajo fiziološke procese in so pomembni pri številnih boleznih. Raziskave v zadnjih letih so potrdile, da signalizacija preko G-proteinov ne delujejo le na plazemski membrani, ampak tudi na membranah znotrajceličnih organelov, kot so endosomi in Golgijev aparat. Hipotezo so potrdili s študijo o receptorju za tiroidni stimulirajoči hormon (TSH) in študijo o receptorju za paratiroidni hormon (PTH). Predstavili so nov mehanizem delovanja signalizacije, kjer se lahko cAMP ponovno aktivira tudi po internalizaciji GPCR. Ključen pomen ima jakost interakcije med receptorjem in ligandom ter lokacija in časovno trajanje signalizacije. Pomembno vlogo ima β-arrestin saj omogoči notranjo signalizacijo. Sproži aktivacijo receptorja in prenos receptorja v endosome. Povzroči lahko tudi dodatne signalne poti z nastankom megakompleksov. Sproži desenzitacijo, s čimer prepreči nadaljnjo aktivacijo G-proteinov. Signalizacija GPCR se odvija tudi v jedro, kjer je ključen nastanek PKA holoencimov. Znanstveniki odpirajo novo vprašanje o mehanizmu v znotrajceličnem prostoru, ki bi ga imenovali intrakrini. S tem bi razširili do sedaj znana prepričanja o endokrini, parakrini in avtokrini signalizaciji GPCR. V nadaljevanju bodo predstavljeni ključni mehanizmi endomembranske GPCR in njeni fiziološki učinki, s čimer se odpirajo tudi potencialne možnosti za razvoj novih zdravil. ||
|-
| Uršič, Neža || Signalne poti kot ključni dejavniki pri razvoju motenj avtističnega spektra || Avtizem je zapletena razvojna motnja, ki je v zadnjih letih doživela velik porast. Pojavlja se v različnih stopnjah težavnosti, zato je del motenj avtističnega spektra. Povzroča težave s socialno komunikacijo, socialno interakcijo in težave na področju fleksibilnosti mišljenja. Ker je zelo kompleksna bolezen za njen pojav ne moremo določiti le enega samega razloga, temveč se pojavi zaradi interakcij genetskih, okolijskih in imunoloških dejavnikov. Med drugim so zelo pomembne različne signalne poti (wnt, mTOR in Notch) in sinaptične funkcije, katerih nepravilno delovanje lahko vodi do razvoja avtizma. Mutacije v wnt signalizaciji vodijo do prevelike proliferacije embrionalnih živčnih matičnih celic, prekomerno delovanje mTOR signalne poti pa povzroča povečano sintezo z avtizmom povezanih proteinov. Sinaptični proteini, ki skrbijo za pravilno delovanje sinaps in so povezani z avtizmom so nevroligini, nevreksini, kalcijevi in natrijevi kanalčki ter proteini SHANK. K razvoju simptomov avtizma lahko prispevajo tudi imunski dejavniki. Predvsem nepravilno delovanje in avtofagija mikroglija celic ter z njimi povezane notch signalizacije. Zaenkrat znanstveniki še niso odkrili zdravila oz. terapije, ki bi delovala celostno in bi izboljšala vse simptome avtizma. Zato je boljše razumevanje teh poti in njihovih mehanizmov pomembno za odkrivanje novih in učinkovitejših terapij, ki bi olajšale življenja mnogim osebam z motnjami avtističnega spektra. ||
|-
| Sitki, Anna || Posebnosti glikogena v možganih in nevrološke bolezni shranjevanja glikogena || Funkcije in presnova glikogena, ki v celicah predstavlja zalogo energije, so najbolje raziskane v mišičnih in jetrnih celicah. Zaradi raznolikosti funkcij je nedavno poraslo zanimanje za preučevanje glikogena v možganskih celicah, predvsem v astrocitih. Tam predstavlja hiter vir energije, poleg tega pa aktivno sodeluje pri posredni energijski oskrbi nevronov, uravnavanju homeostaze glutamata in utrjevanju sinaptičnih povezav za višje kognitivne funkcije. Mutacije v genih, ki kodirajo za encime sodelujoče v presnovi glikogena, vodijo do nevroloških bolezni shranjevanja glikogena, kot so Laforina bolezen, odrasla bolzen poliglukozanskih teles in Pompejeva bolezen. Zaradi nabiranja poliglukozanskih telesc v možganskih celicah te bolezni spremljajo tudi nevrološki simptomi. Obstoječe terapije za nabiranje glikogena v celicah, kot je encimska nadomestna terapija, pri boleznih osrednjega živčevja niso učinkovite, saj ne prehajajo krvno-možganske pregrade. V razvoju so druge metode, kot so vezava encimov na protitelesa, intracerebroventrikularna aplikacija zdravil, transport skozi receptorje v krvno-možganski pregradi in genske terapije. Največji izziv ostaja učinkovit vnos v možgane in iskanje enotnega načina terapije za vse n-GSD. Napredek na tem področju bo odprl možnosti za zdravljenje tudi drugih nevrodegenerativnih bolezni, povezanih z moteno presnovo glikogena. ||
|-
| Kranjc Praprotnik, Ana || Glukoneogeneza kot ključni dejavnik pri sladkorni bolezni tipa 2 || Sladkorna bolezen tipa 2 je obolenje, ki ni prirojeno, ampak se razvije skozi življenje posameznika. Nanjo vpliva vrsta številnih dejavnikov med drugim tudi metabolna pot glukoneogeneza, katere moten potek znotraj jetrnih celic lahko negativno vpliva na obolele. Ta proces uravnava vrsta dejavnikov med katerimi sta najbolj pomembna hormona inzulin in glukagon. Njuni nasprotujoči učinki zagotavljajo homeostazo krvnega sladkorja med drugim preko nadzora transkripcije glukoneogeneznih encimov fosfoenol karboksilaza in glukoza-6-fosfataza. Porušenje te dinamike lahko pripomore k napačni regulaciji metabolizma glukoze, kar lahko povzroči nastanek bolezni ali njeno poslabšanje. Raziskave so pokazale, da na elemente glukoneogeneznega mehanizma učinkuje tudi encim in regulator sirtuin1, katerega boljše razumevanje predstavlja novo možnost za zdravljenje diabetesa tipa 2. V medicini pa se za blaženje zdravljenje že uporablja učinkovina metformin. Na videz preprosta molekula lahko poseže v celične procese preko adenozin monofosfat kinaza odvisne in neodvisne poti in s tem na številne načine blaži prekomerno delovanje omenjene metabolne poti. Razumevanje različnih vidikov zaviranja in spodbujanja glukoneogeneze je eden izmed ključnih korakov za razvoj novih učinkovin, ki bi lahko zmanjšale simptome sladkorne bolezni tipa 2 ali celo pripomogle k popolni ozdravitivi ene izmed najbolj razširjenih bolezni moderne družbe. ||
|-
| Černoša, Žiga || Glukokinaza pri človeku - več kot le heksokinaza || Glukokinaza (GCK) je encim, ki spada v širšo skupino encimov heksokinaz. Najdemo jo predvsem v β–celicah pankreasa in v hepatocitih, kjer katalizira reakcijo fosforilacije glukoze v glukozo–6–fosfat ob porabi ATP. Je monomerni encim, ki ga kodira en sam gen, tega pa regulirata dva različna promotorja, t. i. upstream v β–celicah pankreasa in t. i. downstream v hepatocitih. Izbiro promotorja preko transkripcijskih faktorjev posredno uravnava hormon inzulin. V jetrih je sinteza encima glukokinaze regulirana transkripcijsko – posredno z inzulinom; več kot ga je, večja je promocija transkripcije – kot tudi post–translacijsko z glukokinaznim regulatornim proteinom, ki GCK zadržuje v neaktivni obliki v hepatocitnem jedru. V pankreasu GCK predstavlja senzor za koncentracijo glukoze v krvi, zato se izraža neprestano, na podlagi zaznav pa se v kri sprošča inzulin. Med heksokinazami GCK izkazuje unikatno kinetiko, z najnižjo vezavno afiniteto za glukozo in navideznim kooperativnim efektom, kar gre pripisati spremembam konformacijskih stanj encima ob katalitični funkciji. Nepravilno delovanje GCK v našem telesu lahko vodi do najrazličnejših zdravstvenih zapletov, med njimi monogenskih oblik diabetesa, ki se kažejo v raznih oblikah hipo– ali hiperglikemije, zato je nujna učinkovita diagnostika bolezenskih stanj, kot tudi prihodnje raziskovanje delovanja, pomena in celičnih mehanizmov v povezavi z GCK. ||
|-
| Peteh, Zoja || Pentoza fosfatna pot – nova obzorja spregledane presnovne poti || Pentoza fosfatna pot (PPP) je metabolna pot oksidacije glukoze, konkurenčna glikolizi. V bioloških sistemih je prisotna od nastanka prvih oblik življenja in ohranjena je v vseh organizmih. Po prvem koraku glikolize se od nje loči in porablja glukoza-6-fosfat za tvorbo NADPH v oksidativni in riboze-5-fosfat v neoksidativni veji. NADPH ima poglavitno vlogo pri vzdrževanju redukcijsko-oksidacijske homeostaze in je nepogrešljiv za regeneracijo antioksidantov, obenem pa lahko tudi podpira nastajanje reaktivnih zvrsti. Razmerje med PPP in glikolizo skokovito naraste, ko je celica izpostavljena oksidativnemu stresu. Metabolni preklop je rezultat sodelovanja transkripcijskih, alosteričnih in posttranslacijskih regulatornih mehanizmov. Odgovor na stresne pogoje pa sega onkraj generacije NADPH in vključuje tudi aktivno indukcijo izražanja genov, povezanih z odzivom na stres. NADPH z redukcijskim potencialom za anabolni metabolizem in metaboliti neoksidativne veje kot prekurzorji omogočajo biosintezo lipidov, aminokislin, nukleotidov, vitaminov B2 in B6 ter podporo metabolizmu folata. Na področju uravnavanja cirkadiane ure so novi izsledki izzvali uveljavljen model transkripcijsko-translacijske povratne zanke in razkrili filogenetsko ohranjene redoks ritme, neodvisne od ciklov prepisovanja. PPP kot kritični vir NADPH se izkaže za pomembnega regulatorja tako transkripcijskih kot redoks oscilacij. PPP lahko deluje pro- ali antiferoptozno. Verjetno pa so med vsemi tipi celic od PPP najbolj odvisni prav nevroni. ||
|-
| Željko, Urška || ||Parkinsonova bolezen je nevrodegenerativna bolezen, pri kateri odmirajo dopaminerični nevroni v predelu srednjih možganov imenovani substania nigra. Značilnosti bolezni so oligomeri in fibrili proteina α-sinukleida v citosolu, okvare v mitohondrijskih funkcijah in njim sledeči simptomi, kot je med drugim tudi povišano število kisikovih reaktivnih zvrsti. Mitohondrijska akonitaza je eden od encimov Krebsovega cikla in prispeva k nastanku energije za celico, njena aktivnost pa je zni-žana pri bonikih s Parkinsonovo boleznijo. ||
|-
| Matjašec, Klemen ||Metaboliti cikla citronske kisline in njihov vpliv na zdravje Kosti in osteoporozo ||Osteoporoza je bolezen, za katero je značilno zmanjšanje kostne mase in gostote, kar vodi v povečano tveganje za zlome. K nastanku bolezni prispevajo staranje, hormonske spremembe in epigenetski dejavniki, ki vplivajo na diferenciacijo osteoblastov in osteoklastov. V zadnjih letih so raziskave pokazale, da intermediati citratnega cikla, kot so citrat, α-ketoglutarat in itakonat, poleg svoje energetske vloge sodelujejo tudi pri epigenetski regulaciji. Ti intermediati vplivajo na acetilacijo in demetilacijo histonov ter s tem na izražanje genov, ki uravnavajo kostni metabolizem. Encimi, kot so piruvat dehidrogenaza in α-KG dehidrogenaza, lahko delujejo tudi v jedru, kjer tvorijo lokalne vire acetil-CoA in sukcinil-CoA za histonske modifikacije. Poleg tega α-KG in itakonat kažeta terapevtski potencial, saj zmanjšujeta izgubo kostne mase in spodbujata regeneracijo kosti. Demetilaze, kot je FTO, prav tako uravnavajo kostno diferenciacijo in odziv celic na stres. Vsa ta odkritja kažejo, da povezava med celičnim metabolizmom in epigenetskimi spremembami odpira nove možnosti za zdravljenje osteoporoze. ||
|-
| Trojer, Pavel || Kataplerotske in anaplerotske reakcije Krebsovega cikla || Krebsov cikel ni pomemben le za oksidacijo acetil-CoA, ampak ima vlogo metabolnega krožišča, na katerem se srečujejo reakcije anabolizma in katabolizma. Intermediati igrajo ključno vlogo pri biosintezi glukoze, aminokislin, lipidov in drugih ključnih molekul. Zaradi preusmerjanja intermediatov cikla na takšne metabolne poti (katapleroza), se nabor molekul cikla zmanjša. Posledica tega vpelje nujnost obstoja reakcij, ki te molekule dopolnjujejo (anapleroza), ter vzdržujejo njihove koncentracije približno konstantne. Primer takšne reakcije je encimsko katalizirana pretvorba piruvata v oksaloacetat z encimom piruvat karboksilazo, ki ima nadvse kompleksno zgradbo in delovanje. Po drugi strani se oksaloacetat lahko pretvarja v fosfoenolpiruvat z encimom fosfoenolpiruvat karboksikinaza, ki izraža neobičajen nadzor pretoka skozi lastno reakcijo. Neustrezna regulacija teh dveh reakcij je tesno povezana s kronično hiperglikemijo (povišana raven krvnega sladkorja) oziroma diabetesom tipa 2, ki nastopi, če je pretok v proces glukoneogeneze prekomeren. Ena izmed kataplerotskih reakcij je tudi transport citrata iz mitohondrija, ki deluje kot način prenosa acetil koencima A v citosol za namen biosinteze predvsem maščobnih kislin. Preučena literatura jasno utemeljuje, kako pomembna je pravilna regulacija katapleroze in anapleroze za potrebe metabolnega ravnovesja in kako centralno vlogo ima Krebsov cikel v celičnih procesih, saj je preko omenjenih anaplerotskih in kataplerotskih reakcij v tesnem stiku z glukoneogenezo in lipogenezo. ||
|-
|Šen Bubnjevič, Nuša ||Možne modifikacije Krebsovega cikla ob celičnem stresu ||Krebsov cikel ni le osrednja metabolna pot za aerobno pridobivanje ATP, temveč predstavlja tudi fleksibilno mrežo, ki omogoča celicam prilagoditev na različne stresorje. Ob oksidativnem stresu, ki ga povzročajo reaktivni kisikovi delci (ROS), se cikel preusmeri, da zmanjša nastajanje NADH in hkrati poveča proizvodnjo NADPH, kar krepi antioksidativne sisteme. Alfa ketoglutarat deluje kot neencimski “scavenger” ROS, pri čemer nastane sukcinat, ki deluje tudi kot signalna molekula za sprožitev obrambnih mehanizmov. Krebsov cikel je tudi ključnega pomena pri obrambi proti kovinski toksičnosti, saj nekateri intermediati cikla sodelujejo pri imobilizaciji nekaterih toksičnih kovin. Pseudomonas fluorescens lahko nasprotuje toksičnemu aluminiju tako, da preusmeri pretvorbo citrata v oksalat, kar omogoča vezavo aluminijevih ionov in njihovo odstranjevanje iz celice. Pri cinku se Krebsov cikel prilagodi z večjo sintezo oksaloacetata in alfa ketoglutarata, ki podpirata nastanek aminokislin za imobilizacijo cinka, ter z vzpodbujanjem ATP proizvodnje preko substratne fosforilacije. Obenem se poveča aktivnost encimov za tvorbo NADPH, medtem ko so encimi, ki proizvajajo NADH, zavirani, kar krepi antioksidativne sisteme in zmanjšuje oksidativni stres. Poleg tega modulacija Krebsovega cikla vpliva na dovzetnost bakterij za antibiotike. Povečana aktivnost cikla in proizvodnja NADH krepita protonsko motorno silo, kar omogoča učinkovitejši transport določenih antibiotikov v bakterijsko celico. ||
|-
|Zaletelj,Teja||Mitohondriji – več kot le vir energije: razkrita pot sinteze maščobnih kislin||Mitohondriji so dolgo veljali za »energetske tovarne« celice, kjer poteka razgradnja hranil in nastanek energije ATP z oksidativno fosforilacijo. V zadnjem desetletju pa postaja vse jasneje, da ti organeli niso le končno mesto katabolizma, temveč tudi pomembno središče biosintetskih procesov. Med njimi je ključna, a dolgo spregledana, mitohondrijska sinteza maščobnih kislin. Čeprav je znano, da ravno ta pot sodeluje pri nastanku lipojske kisline-nepogrešljive za delovanje Krebsovega cikla, še vedno ni jasno, zakaj mitohondriji ohranjajo lastno pot sinteze maščobnih kislin in kako ta vpliva na njihovo energijsko učinkovitost. Avtorji članka so želeli razjasniti vlogo mitohondrijske sintezne poti maščobnih kislin pri uravnavanju oksidativnega metabolizma ter razkriti, kako pomanjkanje te poti vpliva na mitohondrijsko funkcijo in bolezni. Z uporabo živalskih modelov, bolniških vzorcev in biokemijskih metod so analizirali izražanje genov v tej poti, strukturo kompleksov elektronske transportne verige in metabolne posledice motenj v tej poti. Raziskava razkriva, da ta pot ni pomembna le za sintezo lipojske kisline, temveč tudi za tvorbo daljših acilnih verig, potrebnih za sestavljanje kompleksov dihalne verige. Motnje v njej povzročajo napake v dihanju, presnovne bolezni in nevrološke simptome.||
|-
|Filipič, Žan||Pomen ketonskih telesc za celice in dolgoživost||Ketonska telesca nastajajo v jetrih med β-oksidacijo maščobnih kislin. Medtem ko je aceton večinoma le stranski produkt, se acetoacetat in β-hidroksibutirat uporabljata kot vir energije, predvsem v možganih, srcu in mišicah. Poleg tega, da telesu priskrbijo energijo, pa imajo ketonska telesca tudi druge funkcije. Pri metabolizmu ketonskih telesc nastane namreč oksidativni stres, ki v telesu sproži hormezni odziv. Tako ketonska telesca posredno pripomorejo k antioksidativnemu in protivnetnemu delovanju v mitohondrijih, izboljšajo njihovo funkcijo, sprožijo popravljanje DNA, avtofagijo… Vse te učinke dosežejo z aktivacijo regulatornih proteinov kot so Nrf2 (transkripcijski faktor povezan z eritroidnim faktorjem 2), sirtuini (družina NAD+ odvisnih deacetilaz) in AMPK (AMP-aktivirane kinaze)… Nekatere študije nakazujejo, da ima β-hidroksibutirat poleg posrednega morda tudi neposreden vpliv. Pri nekaterih živalih pa so ketonska telesca povzročila podaljšano življenjsko dobo, npr. pri vinskih mušicah, C. elegans. Predvideva se, da bi lahko β-hidroksibutirat na podoben način z različnimi epigenetskimi vplivi podaljšal življenjsko dobo tudi pri človeku. Zaradi raznih pozitivnih učinkov so se razvile ketogene diete. Čeprav jih večina uporablja za izgubljanje prekomerne telesne teže, imajo tudi drugačne aplikacije. Zanimive so predvsem za bolnike s srčnimi boleznimi, epilepsijo, … Problemi zaradi ketonskih telesc pa se pojavijo, če njihova koncentracija v krvi preveč naraste, saj to povzroči ketoacidozo.||
|-
|Špan, Ana||Regulacija proteinov procesa β oksidacije glede na življenjski slog||Maščobne kisline so pomemben vir energije, shranjujejo se v obliki trigliceridov v maščobnem tkivu. Z njihovo razgradnjo s procesom β-oksidacije v mitohondrijih predstavljajo dolgoročno energijsko zalogo organizmov. Čeprav je primarni vir energije glukoza, lahko telo zaradi intenzivnosti fizične aktivnosti, hormonske regulacije ter razpoložljive zaloge makrohranil prioritizira oksidacijo maščobnih kislin. Enega največjih porabnikov energije v telesu predstavljajo skeletne mišice, ki imajo več mitohondrijev in transporterjev maščobnih kislin kot preostale celice. Ti transporterji so: CD36, FABPpm, FABPc ter FATP, kateri omogočajo transport maščobnih kislin v celico ter iz nje. Njihova koncentracija in lega v miocitu sta odvisna od treh glavnih signalnih poti, ki so močno odvisne ena od druge. Te poti so AMPK, ki se aktivira ob povečani porabi ATP-ja, PGC-1α, ki vpliva na izražanje encimov β-oksidacije in PPAR, ki pa z aktivacijo poveča transkripcijo genov za transport maščobnih kislin. Oksidacijo maščobnih kislin posredno usmerjata tudi telesna aktivnost, ki preko signalnih poti vpliva na število mitohondrijev in transporterjev ter HFD, ki poveča koncentracijo FFA v celici. Količina transporterjev je odvisna tudi od spola posameznika, saj imajo ženske na splošno več le-teh, ter njegovega ITM, prekomerno težki imajo namreč slabši izkoristek β-oksidacije kot ljudje z normalno telesno maso.||
|-
|Vetrih, Elina||Vpliv časa pri zaužitju maščob na metabolizem||Dandanes ima vedno večji del populacije diabetes tipa 2 ali prekomerno telesno težo. Eden izmed razlogov je tudi neenakomerno in ne regulirano uživanje obrokov. Časovna razporeditev obrokov pomembno vpliva na metabolizem. Študije kažejo, da pozno uživanje hrane zmanjša lipidni katabolizem, poveča lipogenezo in poveča verjetnost za debelost. Ravno obratno pa časovno omejeno prehranjevanje izboljša metabolizem, zato cirkadiadna ura prehranjevanja kaže pomembno strategijo pri preprečevanju presnovnih bolezni.
Presnova maščob in njenih kislin je natančno usklajena z notranjo biološko uro, ki v telesu uravnava dnevne ritme metabolizma. Osrednji cirkadiani regulator SCN (Suprachiasmatic nucleus) preko signalov svetlobe koordinira periferni cirkadiani sistem v jetrih, maščevju in mišicah. Mehanizem je pod vplivom transkripcijske zanke BMAL1 (brain and Mucle hydrocarbon receptor nuclear translocator-like1 ali Basic helix-loop-helix ARNT-like protein 1) in CLOCK (circadian locomotor output cycles kaput protein), ki aktivira izražanje genov PER (Period Circadian Regulator) in CRY (Cryptochrome Circadian Regulator), ti pa z negativno povratno zanko zavirajo kompleks BMAL1 in CLOCK. S tem uravnavajo 24-urni ritem. Hkrati pa REV-ERB in RORγ (related orphan receptor gamma) jedrna receptorja sinhronizirata uravnavanje genov povezanih z metabolizmom lipidov.
Cirkadiani sistem vpliva na ključne poti presnove maščob, kot sta sinteza in razgradnja trigliceridov, beta-oksidacijo maščobnih kislin, sintezo holesterola in nastanka žolčnih kislin. Tudi absorpcija lipidov, nastanek hilomikronov ter izločanje VLDL je pod vplivom tega sistema.||
|-
|Pikelj, Vesna||Pomen razvejanih aminokislin||Razvejane aminokisline so izjemnega pomena za organizem. Le-te namreč sodelujejo pri procesih, brez katerih organizem ne more preživeti. Pomembne so za sekrecijo inzulina iz β Langerhansovih otočkov, promovirajo sintezo novih proteinov v tkivih, se vgrajujejo v nove proteine, lahko inhibirajo proteaze in s tem preprečijo razgradnjo proteinov, ob pomankanju ogljikovih hidratov/stradanju jih lahko organizem oksidira za pridobivanje energije. Njihova koncentracija v krvni plazmi, ki jo uravnava cirkadiani ritem, vpliva na komunikacijo med astrociti in nevroni, med možgani in perifernimi organi, nekatere študije celo kažejo, da lahko pomagajo pri zdravljenju možganskih poškodb. Obstajajo mnoge patologije, ki jih lahko prepoznamo po nenavadnih koncentracijah razvejanih aminokislin v krvni plazmi, npr. nespečnost, apneja med spanjem, diabetes tipa 2, bolezni srca in ožilja ... Nenormalne koncentracije razvejanih aminokislin v krvi so lahko tudi posledica/indikatorji raznih bolezni jeter, ki so sicer ključen organ za metabolizem aminokislin. Primer takšne bolezni je nealkoholna zamaščenost jeter, kje se koncentracija razvejanih aminokislin poveča, pri cirozi jeter pa je ta koncentracija manjša. Poleg patoloških pa so tudi drugi dejavniki, ki vplivajo na cirkadiane ritme in s tem na koncentracijo razvejanih aminokislin, npr. debelost, izmensko delo ipd.||
|-
|Založnik, Lina||Regulacija katabolizma aminokislin in njegov vpliv na razvoj debelosti in diabetesa tipa 2||Katabolizem aminokislin je natančno reguliran in ima mnogo širšo vlogo, kot zgolj pretvorbo presežkov aminokislin v energijo. V zadnjih letih je postalo jasno, da produkti njihove razgradnje delujejo kot pomembni signalni regulatorji, ki vplivajo na gensko ekspresijo, hormonske poti, epigenetske mehanizme in celotno presnovno homeostazo. Ključno vlogo pri tem imajo encimi, ki razgrajujejo aminokisline (AADE), njihovo izražanje pa uravnavajo hormoni, kot sta glukagon in glukokortikoidi, ter jetrni transkripcijski faktorji HNF1 in HNF4α. Dodatno plast regulacije predstavlja mikroRNA, ki lahko zavira translacijo posameznih encimov, kar pomembno vpliva na presnovo aminokislin z razvejano verigo (BCAA) in posledično na aktivnost signalnih poti, kot je mTORC1.
Črevesna mikrobiota prav tako pomembno prispeva k metabolizmu aminokislin, saj proizvaja metabolite, ki vplivajo na energetsko ravnovesje, funkcijo imunskega sistema in nastanek potencialno toksičnih spojin. Motnje v teh presnovnih mehanizmih so povezane z razvojem debelosti, inzulinske rezistence in diabetesa tipa 2, pri čemer posebno izstopa kopičenje BCAA zaradi zmanjšane aktivnosti encimov BCAT() in BCKDH. Spremembe v presnovi triptofana in njegovi kinureninski poti dodatno prispevajo k moteni inzulinski signalizaciji. Zato se katabolizem aminokislin vse bolj prepoznava kot pomemben dejavnik presnovnega zdravja ter potencialna tarča za prihodnje terapevtske pristope.||
|-
|Ničić, Petar||Cikel uree in hiperamonemija: okvare v ciklu in možni terapevtski pristopi||Cikel uree je ključna metabolna pot specifična za jetra, ki predstavlja zelo pomemben del sistema, ki vzdržuje homeostazo v organizmu. Reakcije, ki ga sestavljajo, omogočajo pretvorbo metabolitov, kot so aminokisline, v odpadni dušikov produkt, sečnino. Celoten proces je natančno reguliran, nekatere molekule pa lahko na različne načine vplivajo na potek cikla. Primera takšnih molekul sta acetil-CoA in NAD+, posebej zanimiv je NAD+, ki sodeluje pri regulaciji cikla preko regulatornih proteinov sirtuinov, ki nadzirajo več delov cikla. Disrupcije v ciklu, ki se kažejo kot razvoj patoloških stanj pa so lahko zelo resne in privedejo do razvoja hiperamonemije. Primera takšnih obolenj sta citrulinemija tipa 1 in 2, ki nastopita, če se encim ASS1 (argininosukcinat sintetaza I) pri tipu 1, in AGC2 (aspartat-glutamatni prenašalec II) pri tipu 2, okvari in pride do kopičenja citrulina in posledično tudi amonijaka v telesu. Pri obeh pride do mutacij v genu za protein, ki je posledično nedelujoč oz. ima zmanjšano delovanje in se cikel uree ne more izvesti do konca. Da ne pride do zapletov po razvoju hiperamonemije, ki vključujejo tudi komo in smrt, pa je ključno posredovanje z zdravili, ki omogočajo znižanje koncentracije amonijaka v krvi in s tem odpravijo stanje hiperamonemije. Zdravila lahko delujejo na več načinov.||
|-
|Kokol, Manja||Vloga amonijaka pri hepatični encefalopatiji||Hepatična encefalopatija je pogost in ponavljajoč zaplet, ki se pojavi pri boleznih povezanimi z jetri in njihovim delovanjem. Po navadi spremlja akutno odpoved jeter, operacijo šanta in cirozo. Posledica hepatične encefalopatije so različni nevropsihiatrični simptomi, ki segajo od poslabšanja kognitivnih funkcij do kome. Razvoj hepatične encefalopatije je povezan s povečano koncentracijo amonijaka v telesu, ki je posledica okvarjenega delovanja cikla uree. Ko se v jetrih premalo amonijaka pretvori v ureo, začnejo tega razstrupljevati ostali organi. Razstrupljanje amonijaka v mišicah in možganih poteka preko encima glutamin sintetaza, ki glutamat pretvori v glutamin. Povečane koncentracije amonijaka in glutamina v celicah so vzrok različnih motenj, kot sta na primer mišična sarkopenija in možganski edem (oteklina možganov). Za hepatično encefalopatijo je značilna okvara mitohondrijev, predvsem v astrocitnih. Kot posledica okvare, v mitohondrijih nastajajo reaktivne kisikove zmesi, ki v celicah povzročajo oksidativni stres. Simptome hepatične encefalopatije povzroča tudi spremenjeno delovanje nevronskih receptorjev, kot sta NMDA receptor in GABA-A receptor. Nekatera obstoječa zdravila za hepatično encefalopatijo izboljšujejo njene simptome, vendar ne delujejo pri vseh bolnikih in ne odpravijo vzroka bolezni. Zato bi lahko boljše razumevanje metabolizma amonijaka vodilo k učinkovitejšim možnostim zdravljenja hepatične encefalopatije.||

BIO2 Povzetki seminarjev 2025

2025-11-28T20:37:10Z

Petar Ničić: /* Povzetki seminarjev */

== Povzetki seminarjev ==
{| class="wikitable"
! študent !! naslov seminarja !! povzetek seminarja
|-
| Sojer, Peter ||naslov
||Inositol fosfati (InsP) in inositol pirofosfati (PP-InsP) so raznolika skupina bioaktivnih molekul, ki izhajajo iz kombinatorne fosforilacije cikloheksanskega inositolnega obroča. Te izjemno raznovrstne molekule, ki so široko razširjene v živih organizmih, delujejo kot sekundarni signalni posredniki, alosterični regulatorji, substrati in strukturni kofaktorji. Njihova kompleksna presnovna mreža je povezana s številnimi celičnimi potmi in tvori zapleten sistem, ki vpliva na skoraj vse vidike celične fiziologije. Ta seminarski članek ponuja celovit pregled najpogostejših InsP in PP-InsP, pri čemer preučuje njihovo biosintezo, presnovne povezave in strukturno raznolikost. Posebna pozornost je namenjena njihovim interakcijam z beljakovinami, vključno z njihovo sposobnostjo, da delujejo kot regulativni ligandi, ki modulirajo stabilnost beljakovin, aktivnost in signalne kaskade. Raziskujemo tudi uveljavljene in nastajajoče metodologije, ki se uporabljajo za preučevanje teh molekul, skupaj z nedavnimi odkritji, ki poudarjajo njihovo vlogo pri ohranjanju fiziološke homeostaze. Poleg tega ta seminarska naloga obravnava posledice motenega metabolizma InsP, pri čemer poudarja, kako dereguliranje prispeva k patološkim stanjem, kot so presnovne motnje, nevrodegeneracija, imunsko disfunkcija in rak. S konsolidacijo trenutnega znanja si to delo prizadeva pojasniti nerešena vprašanja na tem področju in poudariti terapevtski potencial ciljanega delovanja na poti, povezane z InsP, pri boleznih človeka.
|
|-
| Vertnik, Tadej || Proteinska fosfataza 1 pod nadzorom SDS22 in inhibitorja-3 || Proteinska fosfataza 1 (PP1), prisotna v vseh evkariontskih celicah, katalizira velik del defosforilacij serinskih (Ser) in treoninskih (Thr) aminokislinskih ostankov v proteinih. Sodeluje v številnih signalnih poteh in drugih celičnih procesih. Strogo jo regulirajo številni regulatorni interaktorji proteinske fosfataze ena (RIPPO). Dva najpogosteje izražena sta supresor-Dis2-številka 2 (SDS22) in inhibitor-3 (I3). Omenjena regulatorna interaktorja proteinske fosfataze ena (RIPPO) tvorita trojni kompleks s proteinsko fosfatazo 1 (PP1). Njuna delecija vodi do fenotipov mitotske zaustavitve, kar je lahko za nekatere organizme smrtonosno. Funkcija supresorja-Dis2-številka 2 (SDS22) in inhibitorja-3 (I3) je že desetletja neznanka. V preteklosti sta bila SDS22 in I3 poznana zgolj kot aktivatorja in inhibitorja PP1. V minulih letih pa so znanstveniki prišli do podrobnejših ugotovitev o kompleksni večstopenjski vlogi SDS22 in I3 v življenjskem ciklu PP1. Sodelujeta namreč pri stabilizaciji in aktivaciji novih PP1, translokaciji PP1 v jedro in tudi shranjevanju PP1 za ponovno uporabo pri tvorbi holoencimov. Obstoječe študije nakazujejo, da SDS22 in I3 služita tudi kot lovilca PP1 za proteolitsko degradacijo. Predstavljene bodo posamezne in medsebojne interakcije PP1, SDS22 in I3. ||
|-
| Grošelj, Kristina ||VPLIV SONČNE SVETLOBE NA SIGNALNE POTI
||Sončna svetloba je nekaj, s čimer se vsi vsakodnevno srečujemo, ampak le redko pomislimo, kako močno vpliva na celice v naši koži. Koža ni le pasivna pregrada, ampak je aktiven organ, ki zaznava svetlobo s pomočjo posebnih molekul. Najpomembnejši za zaznavanje svetlobe so opsini, ki so svetlobno občutljivi receptorji, ki delujejo podobno kot tisti v očeh, vendar so prisotni tudi v koži. Poleg opsinov sodelujejo še druge molekule, kot so kriptokromi, flavini, hemoproteini in melanin.Ob izpostavljenosti UVA-svetlobi se v keratinocitih aktivira opsin OPN3, ki sproži signalno kaskado preko G-proteinov. Ta vodi do sproščanja kalcija in aktivacije encimov, ki na koncu omogočijo nastanek melaninske kape, ki ščiti DNA pred UVA. Po drugi strani pa UVB in ROS sprožijo signalne poti, kot so MAPK in NF-κB, ki vodijo do razgradnje kolagena, vnetja in fotostaranja kože. Rdeča svetloba pa ima obraten učinek, saj preko mitohondrijev aktivira STAT3, ki spodbuja celjenje ran. Vse te poti kažejo, da sončna svetloba ni enoznačno dobra ali slaba, ampak sproža kompleksne odzive, ki so lahko ali pozitivni ali pa škodljivi, odvisno od količine in vrste svetlobe.
|
|-
| Korbar, Maruša || Osteoartroza: vloga signalne poti Wnt pri ravnovesju med regeneracijo in razgradnjo hrustanca || Osteoartroza je kronična, degenerativna bolezen sklepov, ki prizadene milijone ljudi po svetu in je glavni vzrok invalidnosti oziroma fizične oviranosti pri starejši populaciji. Njen razvoj je na biokemijskem nivoju posledica porušenega ravnovesja med sintezo in razgradnjo hrustančnega zunajceličnega matriksa. Ključno vlogo pri tem igrajo hondrociti, glavne celice sklepnega hrustanca. Njihova presnovna aktivnost je strogo uravnana, k čemur pomembno prispeva Wnt signalizacija. Ta vpliva na razvoj, diferenciacijo in preživetje hondrocitov ter uravnava ravnovesje med proliferacijo in zorenjem celic. V seminarski nalogi se osredotočam na potek signalnih poti in njihov vpliv. Kanonična Wnt/beta-kateninska pot nadzoruje izražanje genov, povezanih s sintezo kolagena, proteoglikanov in encimov za razgradnjo zunajceličnega matriksa. Nekanonične poti (Wnt/PCP in Wnt/ Ca2+) pa urejajo celično polariteto, komunikacijo med celicami in organizacijo tkiva. V zdravem hrustancu so te poti uravnotežene. Prekomerna aktivnost vodi v hipertrofijo hondrocitov, fibrozo in razgradnjo matriksa, medtem ko prenizka aktivnost zmanjšuje regeneracijske sposobnosti. Razumevanje mehanizma teh signalnih poti je zato pomembno za razvoj novih učinkovitih terapevtskih pristopov k zdravljenju osteoartroze. Eden izmed njih je zdravljenje z Lorecivivintom, ki je trenutno v tretji fazi kliničnega testiranja in pri testirancih kaže zelo obetavne rezultate. ||
|-
| Fink Ružič, Ema || Nikotin actetilholinski receptor || Nikotinski acetilholinski receptorji (nAChR) so integralni, od liganda odvisni ionski kanalčki. Sestavljeni so iz petih podenot, ki so razporejene okoli centralnega ionskega kanala. Ob vezavi acetilholina pride do značilnih konformacijskih sprememb v strukturi proteina, kar omogoči prehod kationov. Zaradi sposobnosti, da kemični signal pretvorijo v električnega, imajo ključno vlogo pri prenosu živčnih impulzov in se zato nahajajo v sinapsah centralnega in perifernih živčnih sistemov ter v živčno-mišičnih stikih.

Strukturno so razdeljeni tri funkcionalne dela - na zunajcelični del, transmembranski del in znotrajcelični del. Vezava liganda na ortosterično mesto sproži konformacijske spremembe, ki omogočijo odpiranje ionskega kanala. Poleg ortosteričnih vezavnih mest so bila odkrita tudi alosterična mesta, ki omogočajo dodatno, posredno uravnavanje aktivnosti receptorja. V seminarski nalogi je natančneje opisana struktura receptorja, ter tri različne znane konformacije, v katerih se (nAChR) lahko nahaja. Poleg tega je predstavljena tudi vloga alosteričnih modulatorjev in njihov vpliv na delovanje receptorja. Alosterični modulatorji lahko povečajo (pozitivni modulatorji) ali zmanjšajo (negativni modulatorji) aktivnost receptorja in imajo velik pomen pri razvoju novih zdravil, ki ciljajo na živčni sistem. Eno takih zdravil je danes že v uporabi za zdravljenje poporodne depresije. Ta receptor uravnava tudi sproščanje dopamina v možganih in zato igra pomembno vlogo pri razumevanju zasvojenosti.||
|-
| Neloska, Nina || Serotoninski receptorji in vpliv lipidno-proteinskih interakcij || Serotonin je v splošni javnosti znan kot “molekula dobrega počutja”, saj ga pogosto povezujemo z uravnavanjem razpoloženja. Poleg tega ima številne druge učinke na organizme, zaradi česar je izjemno kompleksna signalna molekula. Razumevanje mehanizmov serotoninske signalizacije je ponovno izziv. Več različnih tipov sinaptičnih serotoninskih receptorjev (5-HT-R), ki večinoma pripadajo družini z G-proteini sklopljenih receptorjev (GPCR), izkazujejo zanimive interakcije z lipidi, zlasti s holesterolom. Ugotovljeno je bilo, da sta učinkovitost in funkcionalna aktivnost 5-HT1-R in 5-HT3-R receptorjev neposredno odvisni od prisotnosti holesterola. Podobno tudi pri serotoninskem prenašalcu (SERT), ki sodeluje pri ponovnem privzemu serotonina v predsinaptično membrano, kaže izrazite spremembe v svojem konformacijskem ravnovesju, kadar je holesterol vezan na specifične domene na proteinu. V sinaptičnih membranah so prisotni številni, evolucijsko ohranjene domene, tako imenovani “lipidni splavi” (angl. lipid rafts), za katere je bilo dokazano, da vplivajo na funkcionalnost receptorjev, kar dodatno potrjuje njihovo vlogo v regulaciji signalnih procesov. Poleg tega serotonin lahko neposredno vpliva na lastnosti membrane z vezavo na polarne glave lipidov, kar spreminja fleksibilnost in premeabilnost membrane ter pospešuje zlivanje veziklov. Te kompleksne interakcije med lipidi in membranskimi proteini, zlasti med serotoninskimi receptorji in lipidi, ki sestavljajo celično membrano, so verjetno ključne za popolno razumevanje serotoninske signalizacije. ||
|-
| Bogataj, Tjaša || Endomembranska signalizacija GPCR || Receptorji sklopljeni z G-proteini (GPCR) so največja skupina celičnih receptorjev. Zaznavajo signale zunaj celice in sprožijo odziv celice preko znotrajceličnih signalov. Sodelujejo pri transkripciji genov, uravnavajo fiziološke procese in so pomembni pri številnih boleznih. Raziskave v zadnjih letih so potrdile, da signalizacija preko G-proteinov ne delujejo le na plazemski membrani, ampak tudi na membranah znotrajceličnih organelov, kot so endosomi in Golgijev aparat. Hipotezo so potrdili s študijo o receptorju za tiroidni stimulirajoči hormon (TSH) in študijo o receptorju za paratiroidni hormon (PTH). Predstavili so nov mehanizem delovanja signalizacije, kjer se lahko cAMP ponovno aktivira tudi po internalizaciji GPCR. Ključen pomen ima jakost interakcije med receptorjem in ligandom ter lokacija in časovno trajanje signalizacije. Pomembno vlogo ima β-arrestin saj omogoči notranjo signalizacijo. Sproži aktivacijo receptorja in prenos receptorja v endosome. Povzroči lahko tudi dodatne signalne poti z nastankom megakompleksov. Sproži desenzitacijo, s čimer prepreči nadaljnjo aktivacijo G-proteinov. Signalizacija GPCR se odvija tudi v jedro, kjer je ključen nastanek PKA holoencimov. Znanstveniki odpirajo novo vprašanje o mehanizmu v znotrajceličnem prostoru, ki bi ga imenovali intrakrini. S tem bi razširili do sedaj znana prepričanja o endokrini, parakrini in avtokrini signalizaciji GPCR. V nadaljevanju bodo predstavljeni ključni mehanizmi endomembranske GPCR in njeni fiziološki učinki, s čimer se odpirajo tudi potencialne možnosti za razvoj novih zdravil. ||
|-
| Uršič, Neža || Signalne poti kot ključni dejavniki pri razvoju motenj avtističnega spektra || Avtizem je zapletena razvojna motnja, ki je v zadnjih letih doživela velik porast. Pojavlja se v različnih stopnjah težavnosti, zato je del motenj avtističnega spektra. Povzroča težave s socialno komunikacijo, socialno interakcijo in težave na področju fleksibilnosti mišljenja. Ker je zelo kompleksna bolezen za njen pojav ne moremo določiti le enega samega razloga, temveč se pojavi zaradi interakcij genetskih, okolijskih in imunoloških dejavnikov. Med drugim so zelo pomembne različne signalne poti (wnt, mTOR in Notch) in sinaptične funkcije, katerih nepravilno delovanje lahko vodi do razvoja avtizma. Mutacije v wnt signalizaciji vodijo do prevelike proliferacije embrionalnih živčnih matičnih celic, prekomerno delovanje mTOR signalne poti pa povzroča povečano sintezo z avtizmom povezanih proteinov. Sinaptični proteini, ki skrbijo za pravilno delovanje sinaps in so povezani z avtizmom so nevroligini, nevreksini, kalcijevi in natrijevi kanalčki ter proteini SHANK. K razvoju simptomov avtizma lahko prispevajo tudi imunski dejavniki. Predvsem nepravilno delovanje in avtofagija mikroglija celic ter z njimi povezane notch signalizacije. Zaenkrat znanstveniki še niso odkrili zdravila oz. terapije, ki bi delovala celostno in bi izboljšala vse simptome avtizma. Zato je boljše razumevanje teh poti in njihovih mehanizmov pomembno za odkrivanje novih in učinkovitejših terapij, ki bi olajšale življenja mnogim osebam z motnjami avtističnega spektra. ||
|-
| Sitki, Anna || Posebnosti glikogena v možganih in nevrološke bolezni shranjevanja glikogena || Funkcije in presnova glikogena, ki v celicah predstavlja zalogo energije, so najbolje raziskane v mišičnih in jetrnih celicah. Zaradi raznolikosti funkcij je nedavno poraslo zanimanje za preučevanje glikogena v možganskih celicah, predvsem v astrocitih. Tam predstavlja hiter vir energije, poleg tega pa aktivno sodeluje pri posredni energijski oskrbi nevronov, uravnavanju homeostaze glutamata in utrjevanju sinaptičnih povezav za višje kognitivne funkcije. Mutacije v genih, ki kodirajo za encime sodelujoče v presnovi glikogena, vodijo do nevroloških bolezni shranjevanja glikogena, kot so Laforina bolezen, odrasla bolzen poliglukozanskih teles in Pompejeva bolezen. Zaradi nabiranja poliglukozanskih telesc v možganskih celicah te bolezni spremljajo tudi nevrološki simptomi. Obstoječe terapije za nabiranje glikogena v celicah, kot je encimska nadomestna terapija, pri boleznih osrednjega živčevja niso učinkovite, saj ne prehajajo krvno-možganske pregrade. V razvoju so druge metode, kot so vezava encimov na protitelesa, intracerebroventrikularna aplikacija zdravil, transport skozi receptorje v krvno-možganski pregradi in genske terapije. Največji izziv ostaja učinkovit vnos v možgane in iskanje enotnega načina terapije za vse n-GSD. Napredek na tem področju bo odprl možnosti za zdravljenje tudi drugih nevrodegenerativnih bolezni, povezanih z moteno presnovo glikogena. ||
|-
| Kranjc Praprotnik, Ana || Glukoneogeneza kot ključni dejavnik pri sladkorni bolezni tipa 2 || Sladkorna bolezen tipa 2 je obolenje, ki ni prirojeno, ampak se razvije skozi življenje posameznika. Nanjo vpliva vrsta številnih dejavnikov med drugim tudi metabolna pot glukoneogeneza, katere moten potek znotraj jetrnih celic lahko negativno vpliva na obolele. Ta proces uravnava vrsta dejavnikov med katerimi sta najbolj pomembna hormona inzulin in glukagon. Njuni nasprotujoči učinki zagotavljajo homeostazo krvnega sladkorja med drugim preko nadzora transkripcije glukoneogeneznih encimov fosfoenol karboksilaza in glukoza-6-fosfataza. Porušenje te dinamike lahko pripomore k napačni regulaciji metabolizma glukoze, kar lahko povzroči nastanek bolezni ali njeno poslabšanje. Raziskave so pokazale, da na elemente glukoneogeneznega mehanizma učinkuje tudi encim in regulator sirtuin1, katerega boljše razumevanje predstavlja novo možnost za zdravljenje diabetesa tipa 2. V medicini pa se za blaženje zdravljenje že uporablja učinkovina metformin. Na videz preprosta molekula lahko poseže v celične procese preko adenozin monofosfat kinaza odvisne in neodvisne poti in s tem na številne načine blaži prekomerno delovanje omenjene metabolne poti. Razumevanje različnih vidikov zaviranja in spodbujanja glukoneogeneze je eden izmed ključnih korakov za razvoj novih učinkovin, ki bi lahko zmanjšale simptome sladkorne bolezni tipa 2 ali celo pripomogle k popolni ozdravitivi ene izmed najbolj razširjenih bolezni moderne družbe. ||
|-
| Černoša, Žiga || Glukokinaza pri človeku - več kot le heksokinaza || Glukokinaza (GCK) je encim, ki spada v širšo skupino encimov heksokinaz. Najdemo jo predvsem v β–celicah pankreasa in v hepatocitih, kjer katalizira reakcijo fosforilacije glukoze v glukozo–6–fosfat ob porabi ATP. Je monomerni encim, ki ga kodira en sam gen, tega pa regulirata dva različna promotorja, t. i. upstream v β–celicah pankreasa in t. i. downstream v hepatocitih. Izbiro promotorja preko transkripcijskih faktorjev posredno uravnava hormon inzulin. V jetrih je sinteza encima glukokinaze regulirana transkripcijsko – posredno z inzulinom; več kot ga je, večja je promocija transkripcije – kot tudi post–translacijsko z glukokinaznim regulatornim proteinom, ki GCK zadržuje v neaktivni obliki v hepatocitnem jedru. V pankreasu GCK predstavlja senzor za koncentracijo glukoze v krvi, zato se izraža neprestano, na podlagi zaznav pa se v kri sprošča inzulin. Med heksokinazami GCK izkazuje unikatno kinetiko, z najnižjo vezavno afiniteto za glukozo in navideznim kooperativnim efektom, kar gre pripisati spremembam konformacijskih stanj encima ob katalitični funkciji. Nepravilno delovanje GCK v našem telesu lahko vodi do najrazličnejših zdravstvenih zapletov, med njimi monogenskih oblik diabetesa, ki se kažejo v raznih oblikah hipo– ali hiperglikemije, zato je nujna učinkovita diagnostika bolezenskih stanj, kot tudi prihodnje raziskovanje delovanja, pomena in celičnih mehanizmov v povezavi z GCK. ||
|-
| Peteh, Zoja || Pentoza fosfatna pot – nova obzorja spregledane presnovne poti || Pentoza fosfatna pot (PPP) je metabolna pot oksidacije glukoze, konkurenčna glikolizi. V bioloških sistemih je prisotna od nastanka prvih oblik življenja in ohranjena je v vseh organizmih. Po prvem koraku glikolize se od nje loči in porablja glukoza-6-fosfat za tvorbo NADPH v oksidativni in riboze-5-fosfat v neoksidativni veji. NADPH ima poglavitno vlogo pri vzdrževanju redukcijsko-oksidacijske homeostaze in je nepogrešljiv za regeneracijo antioksidantov, obenem pa lahko tudi podpira nastajanje reaktivnih zvrsti. Razmerje med PPP in glikolizo skokovito naraste, ko je celica izpostavljena oksidativnemu stresu. Metabolni preklop je rezultat sodelovanja transkripcijskih, alosteričnih in posttranslacijskih regulatornih mehanizmov. Odgovor na stresne pogoje pa sega onkraj generacije NADPH in vključuje tudi aktivno indukcijo izražanja genov, povezanih z odzivom na stres. NADPH z redukcijskim potencialom za anabolni metabolizem in metaboliti neoksidativne veje kot prekurzorji omogočajo biosintezo lipidov, aminokislin, nukleotidov, vitaminov B2 in B6 ter podporo metabolizmu folata. Na področju uravnavanja cirkadiane ure so novi izsledki izzvali uveljavljen model transkripcijsko-translacijske povratne zanke in razkrili filogenetsko ohranjene redoks ritme, neodvisne od ciklov prepisovanja. PPP kot kritični vir NADPH se izkaže za pomembnega regulatorja tako transkripcijskih kot redoks oscilacij. PPP lahko deluje pro- ali antiferoptozno. Verjetno pa so med vsemi tipi celic od PPP najbolj odvisni prav nevroni. ||
|-
| Željko, Urška || ||Parkinsonova bolezen je nevrodegenerativna bolezen, pri kateri odmirajo dopaminerični nevroni v predelu srednjih možganov imenovani substania nigra. Značilnosti bolezni so oligomeri in fibrili proteina α-sinukleida v citosolu, okvare v mitohondrijskih funkcijah in njim sledeči simptomi, kot je med drugim tudi povišano število kisikovih reaktivnih zvrsti. Mitohondrijska akonitaza je eden od encimov Krebsovega cikla in prispeva k nastanku energije za celico, njena aktivnost pa je zni-žana pri bonikih s Parkinsonovo boleznijo. ||
|-
| Matjašec, Klemen ||Metaboliti cikla citronske kisline in njihov vpliv na zdravje Kosti in osteoporozo ||Osteoporoza je bolezen, za katero je značilno zmanjšanje kostne mase in gostote, kar vodi v povečano tveganje za zlome. K nastanku bolezni prispevajo staranje, hormonske spremembe in epigenetski dejavniki, ki vplivajo na diferenciacijo osteoblastov in osteoklastov. V zadnjih letih so raziskave pokazale, da intermediati citratnega cikla, kot so citrat, α-ketoglutarat in itakonat, poleg svoje energetske vloge sodelujejo tudi pri epigenetski regulaciji. Ti intermediati vplivajo na acetilacijo in demetilacijo histonov ter s tem na izražanje genov, ki uravnavajo kostni metabolizem. Encimi, kot so piruvat dehidrogenaza in α-KG dehidrogenaza, lahko delujejo tudi v jedru, kjer tvorijo lokalne vire acetil-CoA in sukcinil-CoA za histonske modifikacije. Poleg tega α-KG in itakonat kažeta terapevtski potencial, saj zmanjšujeta izgubo kostne mase in spodbujata regeneracijo kosti. Demetilaze, kot je FTO, prav tako uravnavajo kostno diferenciacijo in odziv celic na stres. Vsa ta odkritja kažejo, da povezava med celičnim metabolizmom in epigenetskimi spremembami odpira nove možnosti za zdravljenje osteoporoze. ||
|-
| Trojer, Pavel || Kataplerotske in anaplerotske reakcije Krebsovega cikla || Krebsov cikel ni pomemben le za oksidacijo acetil-CoA, ampak ima vlogo metabolnega krožišča, na katerem se srečujejo reakcije anabolizma in katabolizma. Intermediati igrajo ključno vlogo pri biosintezi glukoze, aminokislin, lipidov in drugih ključnih molekul. Zaradi preusmerjanja intermediatov cikla na takšne metabolne poti (katapleroza), se nabor molekul cikla zmanjša. Posledica tega vpelje nujnost obstoja reakcij, ki te molekule dopolnjujejo (anapleroza), ter vzdržujejo njihove koncentracije približno konstantne. Primer takšne reakcije je encimsko katalizirana pretvorba piruvata v oksaloacetat z encimom piruvat karboksilazo, ki ima nadvse kompleksno zgradbo in delovanje. Po drugi strani se oksaloacetat lahko pretvarja v fosfoenolpiruvat z encimom fosfoenolpiruvat karboksikinaza, ki izraža neobičajen nadzor pretoka skozi lastno reakcijo. Neustrezna regulacija teh dveh reakcij je tesno povezana s kronično hiperglikemijo (povišana raven krvnega sladkorja) oziroma diabetesom tipa 2, ki nastopi, če je pretok v proces glukoneogeneze prekomeren. Ena izmed kataplerotskih reakcij je tudi transport citrata iz mitohondrija, ki deluje kot način prenosa acetil koencima A v citosol za namen biosinteze predvsem maščobnih kislin. Preučena literatura jasno utemeljuje, kako pomembna je pravilna regulacija katapleroze in anapleroze za potrebe metabolnega ravnovesja in kako centralno vlogo ima Krebsov cikel v celičnih procesih, saj je preko omenjenih anaplerotskih in kataplerotskih reakcij v tesnem stiku z glukoneogenezo in lipogenezo. ||
|-
|Šen Bubnjevič, Nuša ||Možne modifikacije Krebsovega cikla ob celičnem stresu ||Krebsov cikel ni le osrednja metabolna pot za aerobno pridobivanje ATP, temveč predstavlja tudi fleksibilno mrežo, ki omogoča celicam prilagoditev na različne stresorje. Ob oksidativnem stresu, ki ga povzročajo reaktivni kisikovi delci (ROS), se cikel preusmeri, da zmanjša nastajanje NADH in hkrati poveča proizvodnjo NADPH, kar krepi antioksidativne sisteme. Alfa ketoglutarat deluje kot neencimski “scavenger” ROS, pri čemer nastane sukcinat, ki deluje tudi kot signalna molekula za sprožitev obrambnih mehanizmov. Krebsov cikel je tudi ključnega pomena pri obrambi proti kovinski toksičnosti, saj nekateri intermediati cikla sodelujejo pri imobilizaciji nekaterih toksičnih kovin. Pseudomonas fluorescens lahko nasprotuje toksičnemu aluminiju tako, da preusmeri pretvorbo citrata v oksalat, kar omogoča vezavo aluminijevih ionov in njihovo odstranjevanje iz celice. Pri cinku se Krebsov cikel prilagodi z večjo sintezo oksaloacetata in alfa ketoglutarata, ki podpirata nastanek aminokislin za imobilizacijo cinka, ter z vzpodbujanjem ATP proizvodnje preko substratne fosforilacije. Obenem se poveča aktivnost encimov za tvorbo NADPH, medtem ko so encimi, ki proizvajajo NADH, zavirani, kar krepi antioksidativne sisteme in zmanjšuje oksidativni stres. Poleg tega modulacija Krebsovega cikla vpliva na dovzetnost bakterij za antibiotike. Povečana aktivnost cikla in proizvodnja NADH krepita protonsko motorno silo, kar omogoča učinkovitejši transport določenih antibiotikov v bakterijsko celico. ||
|-
|Zaletelj,Teja||Mitohondriji – več kot le vir energije: razkrita pot sinteze maščobnih kislin||Mitohondriji so dolgo veljali za »energetske tovarne« celice, kjer poteka razgradnja hranil in nastanek energije ATP z oksidativno fosforilacijo. V zadnjem desetletju pa postaja vse jasneje, da ti organeli niso le končno mesto katabolizma, temveč tudi pomembno središče biosintetskih procesov. Med njimi je ključna, a dolgo spregledana, mitohondrijska sinteza maščobnih kislin. Čeprav je znano, da ravno ta pot sodeluje pri nastanku lipojske kisline-nepogrešljive za delovanje Krebsovega cikla, še vedno ni jasno, zakaj mitohondriji ohranjajo lastno pot sinteze maščobnih kislin in kako ta vpliva na njihovo energijsko učinkovitost. Avtorji članka so želeli razjasniti vlogo mitohondrijske sintezne poti maščobnih kislin pri uravnavanju oksidativnega metabolizma ter razkriti, kako pomanjkanje te poti vpliva na mitohondrijsko funkcijo in bolezni. Z uporabo živalskih modelov, bolniških vzorcev in biokemijskih metod so analizirali izražanje genov v tej poti, strukturo kompleksov elektronske transportne verige in metabolne posledice motenj v tej poti. Raziskava razkriva, da ta pot ni pomembna le za sintezo lipojske kisline, temveč tudi za tvorbo daljših acilnih verig, potrebnih za sestavljanje kompleksov dihalne verige. Motnje v njej povzročajo napake v dihanju, presnovne bolezni in nevrološke simptome.||
|-
|Filipič, Žan||Pomen ketonskih telesc za celice in dolgoživost||Ketonska telesca nastajajo v jetrih med β-oksidacijo maščobnih kislin. Medtem ko je aceton večinoma le stranski produkt, se acetoacetat in β-hidroksibutirat uporabljata kot vir energije, predvsem v možganih, srcu in mišicah. Poleg tega, da telesu priskrbijo energijo, pa imajo ketonska telesca tudi druge funkcije. Pri metabolizmu ketonskih telesc nastane namreč oksidativni stres, ki v telesu sproži hormezni odziv. Tako ketonska telesca posredno pripomorejo k antioksidativnemu in protivnetnemu delovanju v mitohondrijih, izboljšajo njihovo funkcijo, sprožijo popravljanje DNA, avtofagijo… Vse te učinke dosežejo z aktivacijo regulatornih proteinov kot so Nrf2 (transkripcijski faktor povezan z eritroidnim faktorjem 2), sirtuini (družina NAD+ odvisnih deacetilaz) in AMPK (AMP-aktivirane kinaze)… Nekatere študije nakazujejo, da ima β-hidroksibutirat poleg posrednega morda tudi neposreden vpliv. Pri nekaterih živalih pa so ketonska telesca povzročila podaljšano življenjsko dobo, npr. pri vinskih mušicah, C. elegans. Predvideva se, da bi lahko β-hidroksibutirat na podoben način z različnimi epigenetskimi vplivi podaljšal življenjsko dobo tudi pri človeku. Zaradi raznih pozitivnih učinkov so se razvile ketogene diete. Čeprav jih večina uporablja za izgubljanje prekomerne telesne teže, imajo tudi drugačne aplikacije. Zanimive so predvsem za bolnike s srčnimi boleznimi, epilepsijo, … Problemi zaradi ketonskih telesc pa se pojavijo, če njihova koncentracija v krvi preveč naraste, saj to povzroči ketoacidozo.||
|-
|Špan, Ana||Regulacija proteinov procesa β oksidacije glede na življenjski slog||Maščobne kisline so pomemben vir energije, shranjujejo se v obliki trigliceridov v maščobnem tkivu. Z njihovo razgradnjo s procesom β-oksidacije v mitohondrijih predstavljajo dolgoročno energijsko zalogo organizmov. Čeprav je primarni vir energije glukoza, lahko telo zaradi intenzivnosti fizične aktivnosti, hormonske regulacije ter razpoložljive zaloge makrohranil prioritizira oksidacijo maščobnih kislin. Enega največjih porabnikov energije v telesu predstavljajo skeletne mišice, ki imajo več mitohondrijev in transporterjev maščobnih kislin kot preostale celice. Ti transporterji so: CD36, FABPpm, FABPc ter FATP, kateri omogočajo transport maščobnih kislin v celico ter iz nje. Njihova koncentracija in lega v miocitu sta odvisna od treh glavnih signalnih poti, ki so močno odvisne ena od druge. Te poti so AMPK, ki se aktivira ob povečani porabi ATP-ja, PGC-1α, ki vpliva na izražanje encimov β-oksidacije in PPAR, ki pa z aktivacijo poveča transkripcijo genov za transport maščobnih kislin. Oksidacijo maščobnih kislin posredno usmerjata tudi telesna aktivnost, ki preko signalnih poti vpliva na število mitohondrijev in transporterjev ter HFD, ki poveča koncentracijo FFA v celici. Količina transporterjev je odvisna tudi od spola posameznika, saj imajo ženske na splošno več le-teh, ter njegovega ITM, prekomerno težki imajo namreč slabši izkoristek β-oksidacije kot ljudje z normalno telesno maso.||
|-
|Vetrih, Elina||Vpliv časa pri zaužitju maščob na metabolizem||Dandanes ima vedno večji del populacije diabetes tipa 2 ali prekomerno telesno težo. Eden izmed razlogov je tudi neenakomerno in ne regulirano uživanje obrokov. Časovna razporeditev obrokov pomembno vpliva na metabolizem. Študije kažejo, da pozno uživanje hrane zmanjša lipidni katabolizem, poveča lipogenezo in poveča verjetnost za debelost. Ravno obratno pa časovno omejeno prehranjevanje izboljša metabolizem, zato cirkadiadna ura prehranjevanja kaže pomembno strategijo pri preprečevanju presnovnih bolezni.
Presnova maščob in njenih kislin je natančno usklajena z notranjo biološko uro, ki v telesu uravnava dnevne ritme metabolizma. Osrednji cirkadiani regulator SCN (Suprachiasmatic nucleus) preko signalov svetlobe koordinira periferni cirkadiani sistem v jetrih, maščevju in mišicah. Mehanizem je pod vplivom transkripcijske zanke BMAL1 (brain and Mucle hydrocarbon receptor nuclear translocator-like1 ali Basic helix-loop-helix ARNT-like protein 1) in CLOCK (circadian locomotor output cycles kaput protein), ki aktivira izražanje genov PER (Period Circadian Regulator) in CRY (Cryptochrome Circadian Regulator), ti pa z negativno povratno zanko zavirajo kompleks BMAL1 in CLOCK. S tem uravnavajo 24-urni ritem. Hkrati pa REV-ERB in RORγ (related orphan receptor gamma) jedrna receptorja sinhronizirata uravnavanje genov povezanih z metabolizmom lipidov.
Cirkadiani sistem vpliva na ključne poti presnove maščob, kot sta sinteza in razgradnja trigliceridov, beta-oksidacijo maščobnih kislin, sintezo holesterola in nastanka žolčnih kislin. Tudi absorpcija lipidov, nastanek hilomikronov ter izločanje VLDL je pod vplivom tega sistema.||
|-
|Pikelj, Vesna||Pomen razvejanih aminokislin||Razvejane aminokisline so izjemnega pomena za organizem. Le-te namreč sodelujejo pri procesih, brez katerih organizem ne more preživeti. Pomembne so za sekrecijo inzulina iz β Langerhansovih otočkov, promovirajo sintezo novih proteinov v tkivih, se vgrajujejo v nove proteine, lahko inhibirajo proteaze in s tem preprečijo razgradnjo proteinov, ob pomankanju ogljikovih hidratov/stradanju jih lahko organizem oksidira za pridobivanje energije. Njihova koncentracija v krvni plazmi, ki jo uravnava cirkadiani ritem, vpliva na komunikacijo med astrociti in nevroni, med možgani in perifernimi organi, nekatere študije celo kažejo, da lahko pomagajo pri zdravljenju možganskih poškodb. Obstajajo mnoge patologije, ki jih lahko prepoznamo po nenavadnih koncentracijah razvejanih aminokislin v krvni plazmi, npr. nespečnost, apneja med spanjem, diabetes tipa 2, bolezni srca in ožilja ... Nenormalne koncentracije razvejanih aminokislin v krvi so lahko tudi posledica/indikatorji raznih bolezni jeter, ki so sicer ključen organ za metabolizem aminokislin. Primer takšne bolezni je nealkoholna zamaščenost jeter, kje se koncentracija razvejanih aminokislin poveča, pri cirozi jeter pa je ta koncentracija manjša. Poleg patoloških pa so tudi drugi dejavniki, ki vplivajo na cirkadiane ritme in s tem na koncentracijo razvejanih aminokislin, npr. debelost, izmensko delo ipd.||
|-
|Založnik, Lina||Regulacija katabolizma aminokislin in njegov vpliv na razvoj debelosti in diabetesa tipa 2||Katabolizem aminokislin je natančno reguliran in ima mnogo širšo vlogo, kot zgolj pretvorbo presežkov aminokislin v energijo. V zadnjih letih je postalo jasno, da produkti njihove razgradnje delujejo kot pomembni signalni regulatorji, ki vplivajo na gensko ekspresijo, hormonske poti, epigenetske mehanizme in celotno presnovno homeostazo. Ključno vlogo pri tem imajo encimi, ki razgrajujejo aminokisline (AADE), njihovo izražanje pa uravnavajo hormoni, kot sta glukagon in glukokortikoidi, ter jetrni transkripcijski faktorji HNF1 in HNF4α. Dodatno plast regulacije predstavlja mikroRNA, ki lahko zavira translacijo posameznih encimov, kar pomembno vpliva na presnovo aminokislin z razvejano verigo (BCAA) in posledično na aktivnost signalnih poti, kot je mTORC1.
Črevesna mikrobiota prav tako pomembno prispeva k metabolizmu aminokislin, saj proizvaja metabolite, ki vplivajo na energetsko ravnovesje, funkcijo imunskega sistema in nastanek potencialno toksičnih spojin. Motnje v teh presnovnih mehanizmih so povezane z razvojem debelosti, inzulinske rezistence in diabetesa tipa 2, pri čemer posebno izstopa kopičenje BCAA zaradi zmanjšane aktivnosti encimov BCAT() in BCKDH. Spremembe v presnovi triptofana in njegovi kinureninski poti dodatno prispevajo k moteni inzulinski signalizaciji. Zato se katabolizem aminokislin vse bolj prepoznava kot pomemben dejavnik presnovnega zdravja ter potencialna tarča za prihodnje terapevtske pristope.||
|-
|Ničić, Petar||Cikel uree in hiperamonemija: okvare v ciklu in možni terapevtski pristopi||Cikel uree je ključna metabolna pot specifična za jetra, ki predstavlja zelo pomemben del sistema, ki vzdržuje homeostazo v organizmu. Reakcije, ki ga sestavljajo omogočajo pretvorbo metabolitov, kot so aminokisline, v odpadni dušikov produkt, sečnino. Celoten proces je natančno reguliran, nekatere molekule pa lahko na različne načine vplivajao na potek cikla. Primera takšnih molekul sta acetil-CoA in NAD+, posebej zanimiv je NAD+, ki sodeluje pri regulaciji cikla preko regulatornih proteinov sirtuinov, ki nadzirajo več delov cikla. Disrupcije v ciklu, ki se kažejo kot razvoj patoloških stanj pa so lahko zelo resne in privedejo do razvoja hiperamonemije. Primera takšnih obolenj sta citrulinemija tipa 1 in 2, ki nastopita, če se encim ASS1(argininosukcinat sintetaza I) ,pri tipu 1, in AGC2 (aspartat-glutamatni prenašalec II) ,pri tipu 2, okvari, in pride do kopičenja citrulina in posledično tudi amonijaka v telesu. Pri obeh pride do mutacij v genu za protein, ki je posledično nedelujoč oz. ima zmanjšano delovanje in se cikel uree ne more izvesti do konca. Da ne pride do zapletov po razvoju hiperamonemije, ki vključujejo tudi komo in smrt, pa je ključno posredovanje z zdravili, ki omogočajo znižanje kocentracije amonijaka v krvi in s tem odpravijo stanje hiperamonemije. Zdravila lahko delujejo na več načinov.||

BIO2 Povzetki seminarjev 2025

2025-11-28T20:35:17Z

Petar Ničić: /* Povzetki seminarjev */

== Povzetki seminarjev ==
{| class="wikitable"
! študent !! naslov seminarja !! povzetek seminarja
|-
| Sojer, Peter ||naslov
||Inositol fosfati (InsP) in inositol pirofosfati (PP-InsP) so raznolika skupina bioaktivnih molekul, ki izhajajo iz kombinatorne fosforilacije cikloheksanskega inositolnega obroča. Te izjemno raznovrstne molekule, ki so široko razširjene v živih organizmih, delujejo kot sekundarni signalni posredniki, alosterični regulatorji, substrati in strukturni kofaktorji. Njihova kompleksna presnovna mreža je povezana s številnimi celičnimi potmi in tvori zapleten sistem, ki vpliva na skoraj vse vidike celične fiziologije. Ta seminarski članek ponuja celovit pregled najpogostejših InsP in PP-InsP, pri čemer preučuje njihovo biosintezo, presnovne povezave in strukturno raznolikost. Posebna pozornost je namenjena njihovim interakcijam z beljakovinami, vključno z njihovo sposobnostjo, da delujejo kot regulativni ligandi, ki modulirajo stabilnost beljakovin, aktivnost in signalne kaskade. Raziskujemo tudi uveljavljene in nastajajoče metodologije, ki se uporabljajo za preučevanje teh molekul, skupaj z nedavnimi odkritji, ki poudarjajo njihovo vlogo pri ohranjanju fiziološke homeostaze. Poleg tega ta seminarska naloga obravnava posledice motenega metabolizma InsP, pri čemer poudarja, kako dereguliranje prispeva k patološkim stanjem, kot so presnovne motnje, nevrodegeneracija, imunsko disfunkcija in rak. S konsolidacijo trenutnega znanja si to delo prizadeva pojasniti nerešena vprašanja na tem področju in poudariti terapevtski potencial ciljanega delovanja na poti, povezane z InsP, pri boleznih človeka.
|
|-
| Vertnik, Tadej || Proteinska fosfataza 1 pod nadzorom SDS22 in inhibitorja-3 || Proteinska fosfataza 1 (PP1), prisotna v vseh evkariontskih celicah, katalizira velik del defosforilacij serinskih (Ser) in treoninskih (Thr) aminokislinskih ostankov v proteinih. Sodeluje v številnih signalnih poteh in drugih celičnih procesih. Strogo jo regulirajo številni regulatorni interaktorji proteinske fosfataze ena (RIPPO). Dva najpogosteje izražena sta supresor-Dis2-številka 2 (SDS22) in inhibitor-3 (I3). Omenjena regulatorna interaktorja proteinske fosfataze ena (RIPPO) tvorita trojni kompleks s proteinsko fosfatazo 1 (PP1). Njuna delecija vodi do fenotipov mitotske zaustavitve, kar je lahko za nekatere organizme smrtonosno. Funkcija supresorja-Dis2-številka 2 (SDS22) in inhibitorja-3 (I3) je že desetletja neznanka. V preteklosti sta bila SDS22 in I3 poznana zgolj kot aktivatorja in inhibitorja PP1. V minulih letih pa so znanstveniki prišli do podrobnejših ugotovitev o kompleksni večstopenjski vlogi SDS22 in I3 v življenjskem ciklu PP1. Sodelujeta namreč pri stabilizaciji in aktivaciji novih PP1, translokaciji PP1 v jedro in tudi shranjevanju PP1 za ponovno uporabo pri tvorbi holoencimov. Obstoječe študije nakazujejo, da SDS22 in I3 služita tudi kot lovilca PP1 za proteolitsko degradacijo. Predstavljene bodo posamezne in medsebojne interakcije PP1, SDS22 in I3. ||
|-
| Grošelj, Kristina ||VPLIV SONČNE SVETLOBE NA SIGNALNE POTI
||Sončna svetloba je nekaj, s čimer se vsi vsakodnevno srečujemo, ampak le redko pomislimo, kako močno vpliva na celice v naši koži. Koža ni le pasivna pregrada, ampak je aktiven organ, ki zaznava svetlobo s pomočjo posebnih molekul. Najpomembnejši za zaznavanje svetlobe so opsini, ki so svetlobno občutljivi receptorji, ki delujejo podobno kot tisti v očeh, vendar so prisotni tudi v koži. Poleg opsinov sodelujejo še druge molekule, kot so kriptokromi, flavini, hemoproteini in melanin.Ob izpostavljenosti UVA-svetlobi se v keratinocitih aktivira opsin OPN3, ki sproži signalno kaskado preko G-proteinov. Ta vodi do sproščanja kalcija in aktivacije encimov, ki na koncu omogočijo nastanek melaninske kape, ki ščiti DNA pred UVA. Po drugi strani pa UVB in ROS sprožijo signalne poti, kot so MAPK in NF-κB, ki vodijo do razgradnje kolagena, vnetja in fotostaranja kože. Rdeča svetloba pa ima obraten učinek, saj preko mitohondrijev aktivira STAT3, ki spodbuja celjenje ran. Vse te poti kažejo, da sončna svetloba ni enoznačno dobra ali slaba, ampak sproža kompleksne odzive, ki so lahko ali pozitivni ali pa škodljivi, odvisno od količine in vrste svetlobe.
|
|-
| Korbar, Maruša || Osteoartroza: vloga signalne poti Wnt pri ravnovesju med regeneracijo in razgradnjo hrustanca || Osteoartroza je kronična, degenerativna bolezen sklepov, ki prizadene milijone ljudi po svetu in je glavni vzrok invalidnosti oziroma fizične oviranosti pri starejši populaciji. Njen razvoj je na biokemijskem nivoju posledica porušenega ravnovesja med sintezo in razgradnjo hrustančnega zunajceličnega matriksa. Ključno vlogo pri tem igrajo hondrociti, glavne celice sklepnega hrustanca. Njihova presnovna aktivnost je strogo uravnana, k čemur pomembno prispeva Wnt signalizacija. Ta vpliva na razvoj, diferenciacijo in preživetje hondrocitov ter uravnava ravnovesje med proliferacijo in zorenjem celic. V seminarski nalogi se osredotočam na potek signalnih poti in njihov vpliv. Kanonična Wnt/beta-kateninska pot nadzoruje izražanje genov, povezanih s sintezo kolagena, proteoglikanov in encimov za razgradnjo zunajceličnega matriksa. Nekanonične poti (Wnt/PCP in Wnt/ Ca2+) pa urejajo celično polariteto, komunikacijo med celicami in organizacijo tkiva. V zdravem hrustancu so te poti uravnotežene. Prekomerna aktivnost vodi v hipertrofijo hondrocitov, fibrozo in razgradnjo matriksa, medtem ko prenizka aktivnost zmanjšuje regeneracijske sposobnosti. Razumevanje mehanizma teh signalnih poti je zato pomembno za razvoj novih učinkovitih terapevtskih pristopov k zdravljenju osteoartroze. Eden izmed njih je zdravljenje z Lorecivivintom, ki je trenutno v tretji fazi kliničnega testiranja in pri testirancih kaže zelo obetavne rezultate. ||
|-
| Fink Ružič, Ema || Nikotin actetilholinski receptor || Nikotinski acetilholinski receptorji (nAChR) so integralni, od liganda odvisni ionski kanalčki. Sestavljeni so iz petih podenot, ki so razporejene okoli centralnega ionskega kanala. Ob vezavi acetilholina pride do značilnih konformacijskih sprememb v strukturi proteina, kar omogoči prehod kationov. Zaradi sposobnosti, da kemični signal pretvorijo v električnega, imajo ključno vlogo pri prenosu živčnih impulzov in se zato nahajajo v sinapsah centralnega in perifernih živčnih sistemov ter v živčno-mišičnih stikih.

Strukturno so razdeljeni tri funkcionalne dela - na zunajcelični del, transmembranski del in znotrajcelični del. Vezava liganda na ortosterično mesto sproži konformacijske spremembe, ki omogočijo odpiranje ionskega kanala. Poleg ortosteričnih vezavnih mest so bila odkrita tudi alosterična mesta, ki omogočajo dodatno, posredno uravnavanje aktivnosti receptorja. V seminarski nalogi je natančneje opisana struktura receptorja, ter tri različne znane konformacije, v katerih se (nAChR) lahko nahaja. Poleg tega je predstavljena tudi vloga alosteričnih modulatorjev in njihov vpliv na delovanje receptorja. Alosterični modulatorji lahko povečajo (pozitivni modulatorji) ali zmanjšajo (negativni modulatorji) aktivnost receptorja in imajo velik pomen pri razvoju novih zdravil, ki ciljajo na živčni sistem. Eno takih zdravil je danes že v uporabi za zdravljenje poporodne depresije. Ta receptor uravnava tudi sproščanje dopamina v možganih in zato igra pomembno vlogo pri razumevanju zasvojenosti.||
|-
| Neloska, Nina || Serotoninski receptorji in vpliv lipidno-proteinskih interakcij || Serotonin je v splošni javnosti znan kot “molekula dobrega počutja”, saj ga pogosto povezujemo z uravnavanjem razpoloženja. Poleg tega ima številne druge učinke na organizme, zaradi česar je izjemno kompleksna signalna molekula. Razumevanje mehanizmov serotoninske signalizacije je ponovno izziv. Več različnih tipov sinaptičnih serotoninskih receptorjev (5-HT-R), ki večinoma pripadajo družini z G-proteini sklopljenih receptorjev (GPCR), izkazujejo zanimive interakcije z lipidi, zlasti s holesterolom. Ugotovljeno je bilo, da sta učinkovitost in funkcionalna aktivnost 5-HT1-R in 5-HT3-R receptorjev neposredno odvisni od prisotnosti holesterola. Podobno tudi pri serotoninskem prenašalcu (SERT), ki sodeluje pri ponovnem privzemu serotonina v predsinaptično membrano, kaže izrazite spremembe v svojem konformacijskem ravnovesju, kadar je holesterol vezan na specifične domene na proteinu. V sinaptičnih membranah so prisotni številni, evolucijsko ohranjene domene, tako imenovani “lipidni splavi” (angl. lipid rafts), za katere je bilo dokazano, da vplivajo na funkcionalnost receptorjev, kar dodatno potrjuje njihovo vlogo v regulaciji signalnih procesov. Poleg tega serotonin lahko neposredno vpliva na lastnosti membrane z vezavo na polarne glave lipidov, kar spreminja fleksibilnost in premeabilnost membrane ter pospešuje zlivanje veziklov. Te kompleksne interakcije med lipidi in membranskimi proteini, zlasti med serotoninskimi receptorji in lipidi, ki sestavljajo celično membrano, so verjetno ključne za popolno razumevanje serotoninske signalizacije. ||
|-
| Bogataj, Tjaša || Endomembranska signalizacija GPCR || Receptorji sklopljeni z G-proteini (GPCR) so največja skupina celičnih receptorjev. Zaznavajo signale zunaj celice in sprožijo odziv celice preko znotrajceličnih signalov. Sodelujejo pri transkripciji genov, uravnavajo fiziološke procese in so pomembni pri številnih boleznih. Raziskave v zadnjih letih so potrdile, da signalizacija preko G-proteinov ne delujejo le na plazemski membrani, ampak tudi na membranah znotrajceličnih organelov, kot so endosomi in Golgijev aparat. Hipotezo so potrdili s študijo o receptorju za tiroidni stimulirajoči hormon (TSH) in študijo o receptorju za paratiroidni hormon (PTH). Predstavili so nov mehanizem delovanja signalizacije, kjer se lahko cAMP ponovno aktivira tudi po internalizaciji GPCR. Ključen pomen ima jakost interakcije med receptorjem in ligandom ter lokacija in časovno trajanje signalizacije. Pomembno vlogo ima β-arrestin saj omogoči notranjo signalizacijo. Sproži aktivacijo receptorja in prenos receptorja v endosome. Povzroči lahko tudi dodatne signalne poti z nastankom megakompleksov. Sproži desenzitacijo, s čimer prepreči nadaljnjo aktivacijo G-proteinov. Signalizacija GPCR se odvija tudi v jedro, kjer je ključen nastanek PKA holoencimov. Znanstveniki odpirajo novo vprašanje o mehanizmu v znotrajceličnem prostoru, ki bi ga imenovali intrakrini. S tem bi razširili do sedaj znana prepričanja o endokrini, parakrini in avtokrini signalizaciji GPCR. V nadaljevanju bodo predstavljeni ključni mehanizmi endomembranske GPCR in njeni fiziološki učinki, s čimer se odpirajo tudi potencialne možnosti za razvoj novih zdravil. ||
|-
| Uršič, Neža || Signalne poti kot ključni dejavniki pri razvoju motenj avtističnega spektra || Avtizem je zapletena razvojna motnja, ki je v zadnjih letih doživela velik porast. Pojavlja se v različnih stopnjah težavnosti, zato je del motenj avtističnega spektra. Povzroča težave s socialno komunikacijo, socialno interakcijo in težave na področju fleksibilnosti mišljenja. Ker je zelo kompleksna bolezen za njen pojav ne moremo določiti le enega samega razloga, temveč se pojavi zaradi interakcij genetskih, okolijskih in imunoloških dejavnikov. Med drugim so zelo pomembne različne signalne poti (wnt, mTOR in Notch) in sinaptične funkcije, katerih nepravilno delovanje lahko vodi do razvoja avtizma. Mutacije v wnt signalizaciji vodijo do prevelike proliferacije embrionalnih živčnih matičnih celic, prekomerno delovanje mTOR signalne poti pa povzroča povečano sintezo z avtizmom povezanih proteinov. Sinaptični proteini, ki skrbijo za pravilno delovanje sinaps in so povezani z avtizmom so nevroligini, nevreksini, kalcijevi in natrijevi kanalčki ter proteini SHANK. K razvoju simptomov avtizma lahko prispevajo tudi imunski dejavniki. Predvsem nepravilno delovanje in avtofagija mikroglija celic ter z njimi povezane notch signalizacije. Zaenkrat znanstveniki še niso odkrili zdravila oz. terapije, ki bi delovala celostno in bi izboljšala vse simptome avtizma. Zato je boljše razumevanje teh poti in njihovih mehanizmov pomembno za odkrivanje novih in učinkovitejših terapij, ki bi olajšale življenja mnogim osebam z motnjami avtističnega spektra. ||
|-
| Sitki, Anna || Posebnosti glikogena v možganih in nevrološke bolezni shranjevanja glikogena || Funkcije in presnova glikogena, ki v celicah predstavlja zalogo energije, so najbolje raziskane v mišičnih in jetrnih celicah. Zaradi raznolikosti funkcij je nedavno poraslo zanimanje za preučevanje glikogena v možganskih celicah, predvsem v astrocitih. Tam predstavlja hiter vir energije, poleg tega pa aktivno sodeluje pri posredni energijski oskrbi nevronov, uravnavanju homeostaze glutamata in utrjevanju sinaptičnih povezav za višje kognitivne funkcije. Mutacije v genih, ki kodirajo za encime sodelujoče v presnovi glikogena, vodijo do nevroloških bolezni shranjevanja glikogena, kot so Laforina bolezen, odrasla bolzen poliglukozanskih teles in Pompejeva bolezen. Zaradi nabiranja poliglukozanskih telesc v možganskih celicah te bolezni spremljajo tudi nevrološki simptomi. Obstoječe terapije za nabiranje glikogena v celicah, kot je encimska nadomestna terapija, pri boleznih osrednjega živčevja niso učinkovite, saj ne prehajajo krvno-možganske pregrade. V razvoju so druge metode, kot so vezava encimov na protitelesa, intracerebroventrikularna aplikacija zdravil, transport skozi receptorje v krvno-možganski pregradi in genske terapije. Največji izziv ostaja učinkovit vnos v možgane in iskanje enotnega načina terapije za vse n-GSD. Napredek na tem področju bo odprl možnosti za zdravljenje tudi drugih nevrodegenerativnih bolezni, povezanih z moteno presnovo glikogena. ||
|-
| Kranjc Praprotnik, Ana || Glukoneogeneza kot ključni dejavnik pri sladkorni bolezni tipa 2 || Sladkorna bolezen tipa 2 je obolenje, ki ni prirojeno, ampak se razvije skozi življenje posameznika. Nanjo vpliva vrsta številnih dejavnikov med drugim tudi metabolna pot glukoneogeneza, katere moten potek znotraj jetrnih celic lahko negativno vpliva na obolele. Ta proces uravnava vrsta dejavnikov med katerimi sta najbolj pomembna hormona inzulin in glukagon. Njuni nasprotujoči učinki zagotavljajo homeostazo krvnega sladkorja med drugim preko nadzora transkripcije glukoneogeneznih encimov fosfoenol karboksilaza in glukoza-6-fosfataza. Porušenje te dinamike lahko pripomore k napačni regulaciji metabolizma glukoze, kar lahko povzroči nastanek bolezni ali njeno poslabšanje. Raziskave so pokazale, da na elemente glukoneogeneznega mehanizma učinkuje tudi encim in regulator sirtuin1, katerega boljše razumevanje predstavlja novo možnost za zdravljenje diabetesa tipa 2. V medicini pa se za blaženje zdravljenje že uporablja učinkovina metformin. Na videz preprosta molekula lahko poseže v celične procese preko adenozin monofosfat kinaza odvisne in neodvisne poti in s tem na številne načine blaži prekomerno delovanje omenjene metabolne poti. Razumevanje različnih vidikov zaviranja in spodbujanja glukoneogeneze je eden izmed ključnih korakov za razvoj novih učinkovin, ki bi lahko zmanjšale simptome sladkorne bolezni tipa 2 ali celo pripomogle k popolni ozdravitivi ene izmed najbolj razširjenih bolezni moderne družbe. ||
|-
| Černoša, Žiga || Glukokinaza pri človeku - več kot le heksokinaza || Glukokinaza (GCK) je encim, ki spada v širšo skupino encimov heksokinaz. Najdemo jo predvsem v β–celicah pankreasa in v hepatocitih, kjer katalizira reakcijo fosforilacije glukoze v glukozo–6–fosfat ob porabi ATP. Je monomerni encim, ki ga kodira en sam gen, tega pa regulirata dva različna promotorja, t. i. upstream v β–celicah pankreasa in t. i. downstream v hepatocitih. Izbiro promotorja preko transkripcijskih faktorjev posredno uravnava hormon inzulin. V jetrih je sinteza encima glukokinaze regulirana transkripcijsko – posredno z inzulinom; več kot ga je, večja je promocija transkripcije – kot tudi post–translacijsko z glukokinaznim regulatornim proteinom, ki GCK zadržuje v neaktivni obliki v hepatocitnem jedru. V pankreasu GCK predstavlja senzor za koncentracijo glukoze v krvi, zato se izraža neprestano, na podlagi zaznav pa se v kri sprošča inzulin. Med heksokinazami GCK izkazuje unikatno kinetiko, z najnižjo vezavno afiniteto za glukozo in navideznim kooperativnim efektom, kar gre pripisati spremembam konformacijskih stanj encima ob katalitični funkciji. Nepravilno delovanje GCK v našem telesu lahko vodi do najrazličnejših zdravstvenih zapletov, med njimi monogenskih oblik diabetesa, ki se kažejo v raznih oblikah hipo– ali hiperglikemije, zato je nujna učinkovita diagnostika bolezenskih stanj, kot tudi prihodnje raziskovanje delovanja, pomena in celičnih mehanizmov v povezavi z GCK. ||
|-
| Peteh, Zoja || Pentoza fosfatna pot – nova obzorja spregledane presnovne poti || Pentoza fosfatna pot (PPP) je metabolna pot oksidacije glukoze, konkurenčna glikolizi. V bioloških sistemih je prisotna od nastanka prvih oblik življenja in ohranjena je v vseh organizmih. Po prvem koraku glikolize se od nje loči in porablja glukoza-6-fosfat za tvorbo NADPH v oksidativni in riboze-5-fosfat v neoksidativni veji. NADPH ima poglavitno vlogo pri vzdrževanju redukcijsko-oksidacijske homeostaze in je nepogrešljiv za regeneracijo antioksidantov, obenem pa lahko tudi podpira nastajanje reaktivnih zvrsti. Razmerje med PPP in glikolizo skokovito naraste, ko je celica izpostavljena oksidativnemu stresu. Metabolni preklop je rezultat sodelovanja transkripcijskih, alosteričnih in posttranslacijskih regulatornih mehanizmov. Odgovor na stresne pogoje pa sega onkraj generacije NADPH in vključuje tudi aktivno indukcijo izražanja genov, povezanih z odzivom na stres. NADPH z redukcijskim potencialom za anabolni metabolizem in metaboliti neoksidativne veje kot prekurzorji omogočajo biosintezo lipidov, aminokislin, nukleotidov, vitaminov B2 in B6 ter podporo metabolizmu folata. Na področju uravnavanja cirkadiane ure so novi izsledki izzvali uveljavljen model transkripcijsko-translacijske povratne zanke in razkrili filogenetsko ohranjene redoks ritme, neodvisne od ciklov prepisovanja. PPP kot kritični vir NADPH se izkaže za pomembnega regulatorja tako transkripcijskih kot redoks oscilacij. PPP lahko deluje pro- ali antiferoptozno. Verjetno pa so med vsemi tipi celic od PPP najbolj odvisni prav nevroni. ||
|-
| Željko, Urška || ||Parkinsonova bolezen je nevrodegenerativna bolezen, pri kateri odmirajo dopaminerični nevroni v predelu srednjih možganov imenovani substania nigra. Značilnosti bolezni so oligomeri in fibrili proteina α-sinukleida v citosolu, okvare v mitohondrijskih funkcijah in njim sledeči simptomi, kot je med drugim tudi povišano število kisikovih reaktivnih zvrsti. Mitohondrijska akonitaza je eden od encimov Krebsovega cikla in prispeva k nastanku energije za celico, njena aktivnost pa je zni-žana pri bonikih s Parkinsonovo boleznijo. ||
|-
| Matjašec, Klemen ||Metaboliti cikla citronske kisline in njihov vpliv na zdravje Kosti in osteoporozo ||Osteoporoza je bolezen, za katero je značilno zmanjšanje kostne mase in gostote, kar vodi v povečano tveganje za zlome. K nastanku bolezni prispevajo staranje, hormonske spremembe in epigenetski dejavniki, ki vplivajo na diferenciacijo osteoblastov in osteoklastov. V zadnjih letih so raziskave pokazale, da intermediati citratnega cikla, kot so citrat, α-ketoglutarat in itakonat, poleg svoje energetske vloge sodelujejo tudi pri epigenetski regulaciji. Ti intermediati vplivajo na acetilacijo in demetilacijo histonov ter s tem na izražanje genov, ki uravnavajo kostni metabolizem. Encimi, kot so piruvat dehidrogenaza in α-KG dehidrogenaza, lahko delujejo tudi v jedru, kjer tvorijo lokalne vire acetil-CoA in sukcinil-CoA za histonske modifikacije. Poleg tega α-KG in itakonat kažeta terapevtski potencial, saj zmanjšujeta izgubo kostne mase in spodbujata regeneracijo kosti. Demetilaze, kot je FTO, prav tako uravnavajo kostno diferenciacijo in odziv celic na stres. Vsa ta odkritja kažejo, da povezava med celičnim metabolizmom in epigenetskimi spremembami odpira nove možnosti za zdravljenje osteoporoze. ||
|-
| Trojer, Pavel || Kataplerotske in anaplerotske reakcije Krebsovega cikla || Krebsov cikel ni pomemben le za oksidacijo acetil-CoA, ampak ima vlogo metabolnega krožišča, na katerem se srečujejo reakcije anabolizma in katabolizma. Intermediati igrajo ključno vlogo pri biosintezi glukoze, aminokislin, lipidov in drugih ključnih molekul. Zaradi preusmerjanja intermediatov cikla na takšne metabolne poti (katapleroza), se nabor molekul cikla zmanjša. Posledica tega vpelje nujnost obstoja reakcij, ki te molekule dopolnjujejo (anapleroza), ter vzdržujejo njihove koncentracije približno konstantne. Primer takšne reakcije je encimsko katalizirana pretvorba piruvata v oksaloacetat z encimom piruvat karboksilazo, ki ima nadvse kompleksno zgradbo in delovanje. Po drugi strani se oksaloacetat lahko pretvarja v fosfoenolpiruvat z encimom fosfoenolpiruvat karboksikinaza, ki izraža neobičajen nadzor pretoka skozi lastno reakcijo. Neustrezna regulacija teh dveh reakcij je tesno povezana s kronično hiperglikemijo (povišana raven krvnega sladkorja) oziroma diabetesom tipa 2, ki nastopi, če je pretok v proces glukoneogeneze prekomeren. Ena izmed kataplerotskih reakcij je tudi transport citrata iz mitohondrija, ki deluje kot način prenosa acetil koencima A v citosol za namen biosinteze predvsem maščobnih kislin. Preučena literatura jasno utemeljuje, kako pomembna je pravilna regulacija katapleroze in anapleroze za potrebe metabolnega ravnovesja in kako centralno vlogo ima Krebsov cikel v celičnih procesih, saj je preko omenjenih anaplerotskih in kataplerotskih reakcij v tesnem stiku z glukoneogenezo in lipogenezo. ||
|-
|Šen Bubnjevič, Nuša ||Možne modifikacije Krebsovega cikla ob celičnem stresu ||Krebsov cikel ni le osrednja metabolna pot za aerobno pridobivanje ATP, temveč predstavlja tudi fleksibilno mrežo, ki omogoča celicam prilagoditev na različne stresorje. Ob oksidativnem stresu, ki ga povzročajo reaktivni kisikovi delci (ROS), se cikel preusmeri, da zmanjša nastajanje NADH in hkrati poveča proizvodnjo NADPH, kar krepi antioksidativne sisteme. Alfa ketoglutarat deluje kot neencimski “scavenger” ROS, pri čemer nastane sukcinat, ki deluje tudi kot signalna molekula za sprožitev obrambnih mehanizmov. Krebsov cikel je tudi ključnega pomena pri obrambi proti kovinski toksičnosti, saj nekateri intermediati cikla sodelujejo pri imobilizaciji nekaterih toksičnih kovin. Pseudomonas fluorescens lahko nasprotuje toksičnemu aluminiju tako, da preusmeri pretvorbo citrata v oksalat, kar omogoča vezavo aluminijevih ionov in njihovo odstranjevanje iz celice. Pri cinku se Krebsov cikel prilagodi z večjo sintezo oksaloacetata in alfa ketoglutarata, ki podpirata nastanek aminokislin za imobilizacijo cinka, ter z vzpodbujanjem ATP proizvodnje preko substratne fosforilacije. Obenem se poveča aktivnost encimov za tvorbo NADPH, medtem ko so encimi, ki proizvajajo NADH, zavirani, kar krepi antioksidativne sisteme in zmanjšuje oksidativni stres. Poleg tega modulacija Krebsovega cikla vpliva na dovzetnost bakterij za antibiotike. Povečana aktivnost cikla in proizvodnja NADH krepita protonsko motorno silo, kar omogoča učinkovitejši transport določenih antibiotikov v bakterijsko celico. ||
|-
|Zaletelj,Teja||Mitohondriji – več kot le vir energije: razkrita pot sinteze maščobnih kislin||Mitohondriji so dolgo veljali za »energetske tovarne« celice, kjer poteka razgradnja hranil in nastanek energije ATP z oksidativno fosforilacijo. V zadnjem desetletju pa postaja vse jasneje, da ti organeli niso le končno mesto katabolizma, temveč tudi pomembno središče biosintetskih procesov. Med njimi je ključna, a dolgo spregledana, mitohondrijska sinteza maščobnih kislin. Čeprav je znano, da ravno ta pot sodeluje pri nastanku lipojske kisline-nepogrešljive za delovanje Krebsovega cikla, še vedno ni jasno, zakaj mitohondriji ohranjajo lastno pot sinteze maščobnih kislin in kako ta vpliva na njihovo energijsko učinkovitost. Avtorji članka so želeli razjasniti vlogo mitohondrijske sintezne poti maščobnih kislin pri uravnavanju oksidativnega metabolizma ter razkriti, kako pomanjkanje te poti vpliva na mitohondrijsko funkcijo in bolezni. Z uporabo živalskih modelov, bolniških vzorcev in biokemijskih metod so analizirali izražanje genov v tej poti, strukturo kompleksov elektronske transportne verige in metabolne posledice motenj v tej poti. Raziskava razkriva, da ta pot ni pomembna le za sintezo lipojske kisline, temveč tudi za tvorbo daljših acilnih verig, potrebnih za sestavljanje kompleksov dihalne verige. Motnje v njej povzročajo napake v dihanju, presnovne bolezni in nevrološke simptome.||
|-
|Filipič, Žan||Pomen ketonskih telesc za celice in dolgoživost||Ketonska telesca nastajajo v jetrih med β-oksidacijo maščobnih kislin. Medtem ko je aceton večinoma le stranski produkt, se acetoacetat in β-hidroksibutirat uporabljata kot vir energije, predvsem v možganih, srcu in mišicah. Poleg tega, da telesu priskrbijo energijo, pa imajo ketonska telesca tudi druge funkcije. Pri metabolizmu ketonskih telesc nastane namreč oksidativni stres, ki v telesu sproži hormezni odziv. Tako ketonska telesca posredno pripomorejo k antioksidativnemu in protivnetnemu delovanju v mitohondrijih, izboljšajo njihovo funkcijo, sprožijo popravljanje DNA, avtofagijo… Vse te učinke dosežejo z aktivacijo regulatornih proteinov kot so Nrf2 (transkripcijski faktor povezan z eritroidnim faktorjem 2), sirtuini (družina NAD+ odvisnih deacetilaz) in AMPK (AMP-aktivirane kinaze)… Nekatere študije nakazujejo, da ima β-hidroksibutirat poleg posrednega morda tudi neposreden vpliv. Pri nekaterih živalih pa so ketonska telesca povzročila podaljšano življenjsko dobo, npr. pri vinskih mušicah, C. elegans. Predvideva se, da bi lahko β-hidroksibutirat na podoben način z različnimi epigenetskimi vplivi podaljšal življenjsko dobo tudi pri človeku. Zaradi raznih pozitivnih učinkov so se razvile ketogene diete. Čeprav jih večina uporablja za izgubljanje prekomerne telesne teže, imajo tudi drugačne aplikacije. Zanimive so predvsem za bolnike s srčnimi boleznimi, epilepsijo, … Problemi zaradi ketonskih telesc pa se pojavijo, če njihova koncentracija v krvi preveč naraste, saj to povzroči ketoacidozo.||
|-
|Špan, Ana||Regulacija proteinov procesa β oksidacije glede na življenjski slog||Maščobne kisline so pomemben vir energije, shranjujejo se v obliki trigliceridov v maščobnem tkivu. Z njihovo razgradnjo s procesom β-oksidacije v mitohondrijih predstavljajo dolgoročno energijsko zalogo organizmov. Čeprav je primarni vir energije glukoza, lahko telo zaradi intenzivnosti fizične aktivnosti, hormonske regulacije ter razpoložljive zaloge makrohranil prioritizira oksidacijo maščobnih kislin. Enega največjih porabnikov energije v telesu predstavljajo skeletne mišice, ki imajo več mitohondrijev in transporterjev maščobnih kislin kot preostale celice. Ti transporterji so: CD36, FABPpm, FABPc ter FATP, kateri omogočajo transport maščobnih kislin v celico ter iz nje. Njihova koncentracija in lega v miocitu sta odvisna od treh glavnih signalnih poti, ki so močno odvisne ena od druge. Te poti so AMPK, ki se aktivira ob povečani porabi ATP-ja, PGC-1α, ki vpliva na izražanje encimov β-oksidacije in PPAR, ki pa z aktivacijo poveča transkripcijo genov za transport maščobnih kislin. Oksidacijo maščobnih kislin posredno usmerjata tudi telesna aktivnost, ki preko signalnih poti vpliva na število mitohondrijev in transporterjev ter HFD, ki poveča koncentracijo FFA v celici. Količina transporterjev je odvisna tudi od spola posameznika, saj imajo ženske na splošno več le-teh, ter njegovega ITM, prekomerno težki imajo namreč slabši izkoristek β-oksidacije kot ljudje z normalno telesno maso.||
|-
|Vetrih, Elina||Vpliv časa pri zaužitju maščob na metabolizem||Dandanes ima vedno večji del populacije diabetes tipa 2 ali prekomerno telesno težo. Eden izmed razlogov je tudi neenakomerno in ne regulirano uživanje obrokov. Časovna razporeditev obrokov pomembno vpliva na metabolizem. Študije kažejo, da pozno uživanje hrane zmanjša lipidni katabolizem, poveča lipogenezo in poveča verjetnost za debelost. Ravno obratno pa časovno omejeno prehranjevanje izboljša metabolizem, zato cirkadiadna ura prehranjevanja kaže pomembno strategijo pri preprečevanju presnovnih bolezni.
Presnova maščob in njenih kislin je natančno usklajena z notranjo biološko uro, ki v telesu uravnava dnevne ritme metabolizma. Osrednji cirkadiani regulator SCN (Suprachiasmatic nucleus) preko signalov svetlobe koordinira periferni cirkadiani sistem v jetrih, maščevju in mišicah. Mehanizem je pod vplivom transkripcijske zanke BMAL1 (brain and Mucle hydrocarbon receptor nuclear translocator-like1 ali Basic helix-loop-helix ARNT-like protein 1) in CLOCK (circadian locomotor output cycles kaput protein), ki aktivira izražanje genov PER (Period Circadian Regulator) in CRY (Cryptochrome Circadian Regulator), ti pa z negativno povratno zanko zavirajo kompleks BMAL1 in CLOCK. S tem uravnavajo 24-urni ritem. Hkrati pa REV-ERB in RORγ (related orphan receptor gamma) jedrna receptorja sinhronizirata uravnavanje genov povezanih z metabolizmom lipidov.
Cirkadiani sistem vpliva na ključne poti presnove maščob, kot sta sinteza in razgradnja trigliceridov, beta-oksidacijo maščobnih kislin, sintezo holesterola in nastanka žolčnih kislin. Tudi absorpcija lipidov, nastanek hilomikronov ter izločanje VLDL je pod vplivom tega sistema.||
|-
|Pikelj, Vesna||Pomen razvejanih aminokislin||Razvejane aminokisline so izjemnega pomena za organizem. Le-te namreč sodelujejo pri procesih, brez katerih organizem ne more preživeti. Pomembne so za sekrecijo inzulina iz β Langerhansovih otočkov, promovirajo sintezo novih proteinov v tkivih, se vgrajujejo v nove proteine, lahko inhibirajo proteaze in s tem preprečijo razgradnjo proteinov, ob pomankanju ogljikovih hidratov/stradanju jih lahko organizem oksidira za pridobivanje energije. Njihova koncentracija v krvni plazmi, ki jo uravnava cirkadiani ritem, vpliva na komunikacijo med astrociti in nevroni, med možgani in perifernimi organi, nekatere študije celo kažejo, da lahko pomagajo pri zdravljenju možganskih poškodb. Obstajajo mnoge patologije, ki jih lahko prepoznamo po nenavadnih koncentracijah razvejanih aminokislin v krvni plazmi, npr. nespečnost, apneja med spanjem, diabetes tipa 2, bolezni srca in ožilja ... Nenormalne koncentracije razvejanih aminokislin v krvi so lahko tudi posledica/indikatorji raznih bolezni jeter, ki so sicer ključen organ za metabolizem aminokislin. Primer takšne bolezni je nealkoholna zamaščenost jeter, kje se koncentracija razvejanih aminokislin poveča, pri cirozi jeter pa je ta koncentracija manjša. Poleg patoloških pa so tudi drugi dejavniki, ki vplivajo na cirkadiane ritme in s tem na koncentracijo razvejanih aminokislin, npr. debelost, izmensko delo ipd.||
|-
|Založnik, Lina||Regulacija katabolizma aminokislin in njegov vpliv na razvoj debelosti in diabetesa tipa 2||Katabolizem aminokislin je natančno reguliran in ima mnogo širšo vlogo, kot zgolj pretvorbo presežkov aminokislin v energijo. V zadnjih letih je postalo jasno, da produkti njihove razgradnje delujejo kot pomembni signalni regulatorji, ki vplivajo na gensko ekspresijo, hormonske poti, epigenetske mehanizme in celotno presnovno homeostazo. Ključno vlogo pri tem imajo encimi, ki razgrajujejo aminokisline (AADE), njihovo izražanje pa uravnavajo hormoni, kot sta glukagon in glukokortikoidi, ter jetrni transkripcijski faktorji HNF1 in HNF4α. Dodatno plast regulacije predstavlja mikroRNA, ki lahko zavira translacijo posameznih encimov, kar pomembno vpliva na presnovo aminokislin z razvejano verigo (BCAA) in posledično na aktivnost signalnih poti, kot je mTORC1.
Črevesna mikrobiota prav tako pomembno prispeva k metabolizmu aminokislin, saj proizvaja metabolite, ki vplivajo na energetsko ravnovesje, funkcijo imunskega sistema in nastanek potencialno toksičnih spojin. Motnje v teh presnovnih mehanizmih so povezane z razvojem debelosti, inzulinske rezistence in diabetesa tipa 2, pri čemer posebno izstopa kopičenje BCAA zaradi zmanjšane aktivnosti encimov BCAT() in BCKDH. Spremembe v presnovi triptofana in njegovi kinureninski poti dodatno prispevajo k moteni inzulinski signalizaciji. Zato se katabolizem aminokislin vse bolj prepoznava kot pomemben dejavnik presnovnega zdravja ter potencialna tarča za prihodnje terapevtske pristope.||
|-
|Ničić, Petar||Cikel uree je ključna metabolna pot specifična za jetra, ki predstavlja zelo pomemben del sistema, ki vzdržuje homeostazo v organizmu. Reakcije, ki ga sestavljajo omogočajo pretvorbo metabolitov, kot so aminokisline, v odpadni dušikov produkt, sečnino. Celoten proces je natančno reguliran, nekatere molekule pa lahko na različne načine vplivajao na potek cikla. Primera takšnih molekul sta acetil-CoA in NAD+, posebej zanimiv je NAD+, ki sodeluje pri regulaciji cikla preko regulatornih proteinov sirtuinov, ki nadzirajo več delov cikla. Disrupcije v ciklu, ki se kažejo kot razvoj patoloških stanj pa so lahko zelo resne in privedejo do razvoja hiperamonemije. Primera takšnih obolenj sta citrulinemija tipa 1 in 2, ki nastopita, če se encim ASS1(argininosukcinat sintetaza I) ,pri tipu 1, in AGC2 (aspartat-glutamatni prenašalec II) ,pri tipu 2, okvari, in pride do kopičenja citrulina in posledično tudi amonijaka v telesu. Pri obeh pride do mutacij v genu za protein, ki je posledično nedelujoč oz. ima zmanjšano delovanje in se cikel uree ne more izvesti do konca. Da ne pride do zapletov po razvoju hiperamonemije, ki vključujejo tudi komo in smrt, pa je ključno posredovanje z zdravili, ki omogočajo znižanje kocentracije amonijaka v krvi in s tem odpravijo stanje hiperamonemije. Zdravila lahko delujejo na več načinov.||

BIO2 Povzetki seminarjev 2025

2025-11-28T20:33:17Z

Petar Ničić: /* Povzetki seminarjev */ Cikel uree je ključna metabolna pot specifična za jetra, ki predstavlja zelo pomemben del sistema, ki vzdržuje homeostazo v organizmu. Reakcije, ki ga sestavljajo omogočajo pretvorbo metabolitov, kot so aminokisline, v odpadni dušikov produkt, sečnino. Celoten proces je natančno reguliran, nekatere molekule pa lahko na različne načine vplivajao na potek cikla. Primera takšnih molekul sta acetil-CoA in NAD+, posebej zanimiv je NAD+, ki sodeluje pri regulaciji cikla preko

== Povzetki seminarjev ==
{| class="wikitable"
! študent !! naslov seminarja !! povzetek seminarja
|-
| Sojer, Peter ||naslov
||Inositol fosfati (InsP) in inositol pirofosfati (PP-InsP) so raznolika skupina bioaktivnih molekul, ki izhajajo iz kombinatorne fosforilacije cikloheksanskega inositolnega obroča. Te izjemno raznovrstne molekule, ki so široko razširjene v živih organizmih, delujejo kot sekundarni signalni posredniki, alosterični regulatorji, substrati in strukturni kofaktorji. Njihova kompleksna presnovna mreža je povezana s številnimi celičnimi potmi in tvori zapleten sistem, ki vpliva na skoraj vse vidike celične fiziologije. Ta seminarski članek ponuja celovit pregled najpogostejših InsP in PP-InsP, pri čemer preučuje njihovo biosintezo, presnovne povezave in strukturno raznolikost. Posebna pozornost je namenjena njihovim interakcijam z beljakovinami, vključno z njihovo sposobnostjo, da delujejo kot regulativni ligandi, ki modulirajo stabilnost beljakovin, aktivnost in signalne kaskade. Raziskujemo tudi uveljavljene in nastajajoče metodologije, ki se uporabljajo za preučevanje teh molekul, skupaj z nedavnimi odkritji, ki poudarjajo njihovo vlogo pri ohranjanju fiziološke homeostaze. Poleg tega ta seminarska naloga obravnava posledice motenega metabolizma InsP, pri čemer poudarja, kako dereguliranje prispeva k patološkim stanjem, kot so presnovne motnje, nevrodegeneracija, imunsko disfunkcija in rak. S konsolidacijo trenutnega znanja si to delo prizadeva pojasniti nerešena vprašanja na tem področju in poudariti terapevtski potencial ciljanega delovanja na poti, povezane z InsP, pri boleznih človeka.
|
|-
| Vertnik, Tadej || Proteinska fosfataza 1 pod nadzorom SDS22 in inhibitorja-3 || Proteinska fosfataza 1 (PP1), prisotna v vseh evkariontskih celicah, katalizira velik del defosforilacij serinskih (Ser) in treoninskih (Thr) aminokislinskih ostankov v proteinih. Sodeluje v številnih signalnih poteh in drugih celičnih procesih. Strogo jo regulirajo številni regulatorni interaktorji proteinske fosfataze ena (RIPPO). Dva najpogosteje izražena sta supresor-Dis2-številka 2 (SDS22) in inhibitor-3 (I3). Omenjena regulatorna interaktorja proteinske fosfataze ena (RIPPO) tvorita trojni kompleks s proteinsko fosfatazo 1 (PP1). Njuna delecija vodi do fenotipov mitotske zaustavitve, kar je lahko za nekatere organizme smrtonosno. Funkcija supresorja-Dis2-številka 2 (SDS22) in inhibitorja-3 (I3) je že desetletja neznanka. V preteklosti sta bila SDS22 in I3 poznana zgolj kot aktivatorja in inhibitorja PP1. V minulih letih pa so znanstveniki prišli do podrobnejših ugotovitev o kompleksni večstopenjski vlogi SDS22 in I3 v življenjskem ciklu PP1. Sodelujeta namreč pri stabilizaciji in aktivaciji novih PP1, translokaciji PP1 v jedro in tudi shranjevanju PP1 za ponovno uporabo pri tvorbi holoencimov. Obstoječe študije nakazujejo, da SDS22 in I3 služita tudi kot lovilca PP1 za proteolitsko degradacijo. Predstavljene bodo posamezne in medsebojne interakcije PP1, SDS22 in I3. ||
|-
| Grošelj, Kristina ||VPLIV SONČNE SVETLOBE NA SIGNALNE POTI
||Sončna svetloba je nekaj, s čimer se vsi vsakodnevno srečujemo, ampak le redko pomislimo, kako močno vpliva na celice v naši koži. Koža ni le pasivna pregrada, ampak je aktiven organ, ki zaznava svetlobo s pomočjo posebnih molekul. Najpomembnejši za zaznavanje svetlobe so opsini, ki so svetlobno občutljivi receptorji, ki delujejo podobno kot tisti v očeh, vendar so prisotni tudi v koži. Poleg opsinov sodelujejo še druge molekule, kot so kriptokromi, flavini, hemoproteini in melanin.Ob izpostavljenosti UVA-svetlobi se v keratinocitih aktivira opsin OPN3, ki sproži signalno kaskado preko G-proteinov. Ta vodi do sproščanja kalcija in aktivacije encimov, ki na koncu omogočijo nastanek melaninske kape, ki ščiti DNA pred UVA. Po drugi strani pa UVB in ROS sprožijo signalne poti, kot so MAPK in NF-κB, ki vodijo do razgradnje kolagena, vnetja in fotostaranja kože. Rdeča svetloba pa ima obraten učinek, saj preko mitohondrijev aktivira STAT3, ki spodbuja celjenje ran. Vse te poti kažejo, da sončna svetloba ni enoznačno dobra ali slaba, ampak sproža kompleksne odzive, ki so lahko ali pozitivni ali pa škodljivi, odvisno od količine in vrste svetlobe.
|
|-
| Korbar, Maruša || Osteoartroza: vloga signalne poti Wnt pri ravnovesju med regeneracijo in razgradnjo hrustanca || Osteoartroza je kronična, degenerativna bolezen sklepov, ki prizadene milijone ljudi po svetu in je glavni vzrok invalidnosti oziroma fizične oviranosti pri starejši populaciji. Njen razvoj je na biokemijskem nivoju posledica porušenega ravnovesja med sintezo in razgradnjo hrustančnega zunajceličnega matriksa. Ključno vlogo pri tem igrajo hondrociti, glavne celice sklepnega hrustanca. Njihova presnovna aktivnost je strogo uravnana, k čemur pomembno prispeva Wnt signalizacija. Ta vpliva na razvoj, diferenciacijo in preživetje hondrocitov ter uravnava ravnovesje med proliferacijo in zorenjem celic. V seminarski nalogi se osredotočam na potek signalnih poti in njihov vpliv. Kanonična Wnt/beta-kateninska pot nadzoruje izražanje genov, povezanih s sintezo kolagena, proteoglikanov in encimov za razgradnjo zunajceličnega matriksa. Nekanonične poti (Wnt/PCP in Wnt/ Ca2+) pa urejajo celično polariteto, komunikacijo med celicami in organizacijo tkiva. V zdravem hrustancu so te poti uravnotežene. Prekomerna aktivnost vodi v hipertrofijo hondrocitov, fibrozo in razgradnjo matriksa, medtem ko prenizka aktivnost zmanjšuje regeneracijske sposobnosti. Razumevanje mehanizma teh signalnih poti je zato pomembno za razvoj novih učinkovitih terapevtskih pristopov k zdravljenju osteoartroze. Eden izmed njih je zdravljenje z Lorecivivintom, ki je trenutno v tretji fazi kliničnega testiranja in pri testirancih kaže zelo obetavne rezultate. ||
|-
| Fink Ružič, Ema || Nikotin actetilholinski receptor || Nikotinski acetilholinski receptorji (nAChR) so integralni, od liganda odvisni ionski kanalčki. Sestavljeni so iz petih podenot, ki so razporejene okoli centralnega ionskega kanala. Ob vezavi acetilholina pride do značilnih konformacijskih sprememb v strukturi proteina, kar omogoči prehod kationov. Zaradi sposobnosti, da kemični signal pretvorijo v električnega, imajo ključno vlogo pri prenosu živčnih impulzov in se zato nahajajo v sinapsah centralnega in perifernih živčnih sistemov ter v živčno-mišičnih stikih.

Strukturno so razdeljeni tri funkcionalne dela - na zunajcelični del, transmembranski del in znotrajcelični del. Vezava liganda na ortosterično mesto sproži konformacijske spremembe, ki omogočijo odpiranje ionskega kanala. Poleg ortosteričnih vezavnih mest so bila odkrita tudi alosterična mesta, ki omogočajo dodatno, posredno uravnavanje aktivnosti receptorja. V seminarski nalogi je natančneje opisana struktura receptorja, ter tri različne znane konformacije, v katerih se (nAChR) lahko nahaja. Poleg tega je predstavljena tudi vloga alosteričnih modulatorjev in njihov vpliv na delovanje receptorja. Alosterični modulatorji lahko povečajo (pozitivni modulatorji) ali zmanjšajo (negativni modulatorji) aktivnost receptorja in imajo velik pomen pri razvoju novih zdravil, ki ciljajo na živčni sistem. Eno takih zdravil je danes že v uporabi za zdravljenje poporodne depresije. Ta receptor uravnava tudi sproščanje dopamina v možganih in zato igra pomembno vlogo pri razumevanju zasvojenosti.||
|-
| Neloska, Nina || Serotoninski receptorji in vpliv lipidno-proteinskih interakcij || Serotonin je v splošni javnosti znan kot “molekula dobrega počutja”, saj ga pogosto povezujemo z uravnavanjem razpoloženja. Poleg tega ima številne druge učinke na organizme, zaradi česar je izjemno kompleksna signalna molekula. Razumevanje mehanizmov serotoninske signalizacije je ponovno izziv. Več različnih tipov sinaptičnih serotoninskih receptorjev (5-HT-R), ki večinoma pripadajo družini z G-proteini sklopljenih receptorjev (GPCR), izkazujejo zanimive interakcije z lipidi, zlasti s holesterolom. Ugotovljeno je bilo, da sta učinkovitost in funkcionalna aktivnost 5-HT1-R in 5-HT3-R receptorjev neposredno odvisni od prisotnosti holesterola. Podobno tudi pri serotoninskem prenašalcu (SERT), ki sodeluje pri ponovnem privzemu serotonina v predsinaptično membrano, kaže izrazite spremembe v svojem konformacijskem ravnovesju, kadar je holesterol vezan na specifične domene na proteinu. V sinaptičnih membranah so prisotni številni, evolucijsko ohranjene domene, tako imenovani “lipidni splavi” (angl. lipid rafts), za katere je bilo dokazano, da vplivajo na funkcionalnost receptorjev, kar dodatno potrjuje njihovo vlogo v regulaciji signalnih procesov. Poleg tega serotonin lahko neposredno vpliva na lastnosti membrane z vezavo na polarne glave lipidov, kar spreminja fleksibilnost in premeabilnost membrane ter pospešuje zlivanje veziklov. Te kompleksne interakcije med lipidi in membranskimi proteini, zlasti med serotoninskimi receptorji in lipidi, ki sestavljajo celično membrano, so verjetno ključne za popolno razumevanje serotoninske signalizacije. ||
|-
| Bogataj, Tjaša || Endomembranska signalizacija GPCR || Receptorji sklopljeni z G-proteini (GPCR) so največja skupina celičnih receptorjev. Zaznavajo signale zunaj celice in sprožijo odziv celice preko znotrajceličnih signalov. Sodelujejo pri transkripciji genov, uravnavajo fiziološke procese in so pomembni pri številnih boleznih. Raziskave v zadnjih letih so potrdile, da signalizacija preko G-proteinov ne delujejo le na plazemski membrani, ampak tudi na membranah znotrajceličnih organelov, kot so endosomi in Golgijev aparat. Hipotezo so potrdili s študijo o receptorju za tiroidni stimulirajoči hormon (TSH) in študijo o receptorju za paratiroidni hormon (PTH). Predstavili so nov mehanizem delovanja signalizacije, kjer se lahko cAMP ponovno aktivira tudi po internalizaciji GPCR. Ključen pomen ima jakost interakcije med receptorjem in ligandom ter lokacija in časovno trajanje signalizacije. Pomembno vlogo ima β-arrestin saj omogoči notranjo signalizacijo. Sproži aktivacijo receptorja in prenos receptorja v endosome. Povzroči lahko tudi dodatne signalne poti z nastankom megakompleksov. Sproži desenzitacijo, s čimer prepreči nadaljnjo aktivacijo G-proteinov. Signalizacija GPCR se odvija tudi v jedro, kjer je ključen nastanek PKA holoencimov. Znanstveniki odpirajo novo vprašanje o mehanizmu v znotrajceličnem prostoru, ki bi ga imenovali intrakrini. S tem bi razširili do sedaj znana prepričanja o endokrini, parakrini in avtokrini signalizaciji GPCR. V nadaljevanju bodo predstavljeni ključni mehanizmi endomembranske GPCR in njeni fiziološki učinki, s čimer se odpirajo tudi potencialne možnosti za razvoj novih zdravil. ||
|-
| Uršič, Neža || Signalne poti kot ključni dejavniki pri razvoju motenj avtističnega spektra || Avtizem je zapletena razvojna motnja, ki je v zadnjih letih doživela velik porast. Pojavlja se v različnih stopnjah težavnosti, zato je del motenj avtističnega spektra. Povzroča težave s socialno komunikacijo, socialno interakcijo in težave na področju fleksibilnosti mišljenja. Ker je zelo kompleksna bolezen za njen pojav ne moremo določiti le enega samega razloga, temveč se pojavi zaradi interakcij genetskih, okolijskih in imunoloških dejavnikov. Med drugim so zelo pomembne različne signalne poti (wnt, mTOR in Notch) in sinaptične funkcije, katerih nepravilno delovanje lahko vodi do razvoja avtizma. Mutacije v wnt signalizaciji vodijo do prevelike proliferacije embrionalnih živčnih matičnih celic, prekomerno delovanje mTOR signalne poti pa povzroča povečano sintezo z avtizmom povezanih proteinov. Sinaptični proteini, ki skrbijo za pravilno delovanje sinaps in so povezani z avtizmom so nevroligini, nevreksini, kalcijevi in natrijevi kanalčki ter proteini SHANK. K razvoju simptomov avtizma lahko prispevajo tudi imunski dejavniki. Predvsem nepravilno delovanje in avtofagija mikroglija celic ter z njimi povezane notch signalizacije. Zaenkrat znanstveniki še niso odkrili zdravila oz. terapije, ki bi delovala celostno in bi izboljšala vse simptome avtizma. Zato je boljše razumevanje teh poti in njihovih mehanizmov pomembno za odkrivanje novih in učinkovitejših terapij, ki bi olajšale življenja mnogim osebam z motnjami avtističnega spektra. ||
|-
| Sitki, Anna || Posebnosti glikogena v možganih in nevrološke bolezni shranjevanja glikogena || Funkcije in presnova glikogena, ki v celicah predstavlja zalogo energije, so najbolje raziskane v mišičnih in jetrnih celicah. Zaradi raznolikosti funkcij je nedavno poraslo zanimanje za preučevanje glikogena v možganskih celicah, predvsem v astrocitih. Tam predstavlja hiter vir energije, poleg tega pa aktivno sodeluje pri posredni energijski oskrbi nevronov, uravnavanju homeostaze glutamata in utrjevanju sinaptičnih povezav za višje kognitivne funkcije. Mutacije v genih, ki kodirajo za encime sodelujoče v presnovi glikogena, vodijo do nevroloških bolezni shranjevanja glikogena, kot so Laforina bolezen, odrasla bolzen poliglukozanskih teles in Pompejeva bolezen. Zaradi nabiranja poliglukozanskih telesc v možganskih celicah te bolezni spremljajo tudi nevrološki simptomi. Obstoječe terapije za nabiranje glikogena v celicah, kot je encimska nadomestna terapija, pri boleznih osrednjega živčevja niso učinkovite, saj ne prehajajo krvno-možganske pregrade. V razvoju so druge metode, kot so vezava encimov na protitelesa, intracerebroventrikularna aplikacija zdravil, transport skozi receptorje v krvno-možganski pregradi in genske terapije. Največji izziv ostaja učinkovit vnos v možgane in iskanje enotnega načina terapije za vse n-GSD. Napredek na tem področju bo odprl možnosti za zdravljenje tudi drugih nevrodegenerativnih bolezni, povezanih z moteno presnovo glikogena. ||
|-
| Kranjc Praprotnik, Ana || Glukoneogeneza kot ključni dejavnik pri sladkorni bolezni tipa 2 || Sladkorna bolezen tipa 2 je obolenje, ki ni prirojeno, ampak se razvije skozi življenje posameznika. Nanjo vpliva vrsta številnih dejavnikov med drugim tudi metabolna pot glukoneogeneza, katere moten potek znotraj jetrnih celic lahko negativno vpliva na obolele. Ta proces uravnava vrsta dejavnikov med katerimi sta najbolj pomembna hormona inzulin in glukagon. Njuni nasprotujoči učinki zagotavljajo homeostazo krvnega sladkorja med drugim preko nadzora transkripcije glukoneogeneznih encimov fosfoenol karboksilaza in glukoza-6-fosfataza. Porušenje te dinamike lahko pripomore k napačni regulaciji metabolizma glukoze, kar lahko povzroči nastanek bolezni ali njeno poslabšanje. Raziskave so pokazale, da na elemente glukoneogeneznega mehanizma učinkuje tudi encim in regulator sirtuin1, katerega boljše razumevanje predstavlja novo možnost za zdravljenje diabetesa tipa 2. V medicini pa se za blaženje zdravljenje že uporablja učinkovina metformin. Na videz preprosta molekula lahko poseže v celične procese preko adenozin monofosfat kinaza odvisne in neodvisne poti in s tem na številne načine blaži prekomerno delovanje omenjene metabolne poti. Razumevanje različnih vidikov zaviranja in spodbujanja glukoneogeneze je eden izmed ključnih korakov za razvoj novih učinkovin, ki bi lahko zmanjšale simptome sladkorne bolezni tipa 2 ali celo pripomogle k popolni ozdravitivi ene izmed najbolj razširjenih bolezni moderne družbe. ||
|-
| Černoša, Žiga || Glukokinaza pri človeku - več kot le heksokinaza || Glukokinaza (GCK) je encim, ki spada v širšo skupino encimov heksokinaz. Najdemo jo predvsem v β–celicah pankreasa in v hepatocitih, kjer katalizira reakcijo fosforilacije glukoze v glukozo–6–fosfat ob porabi ATP. Je monomerni encim, ki ga kodira en sam gen, tega pa regulirata dva različna promotorja, t. i. upstream v β–celicah pankreasa in t. i. downstream v hepatocitih. Izbiro promotorja preko transkripcijskih faktorjev posredno uravnava hormon inzulin. V jetrih je sinteza encima glukokinaze regulirana transkripcijsko – posredno z inzulinom; več kot ga je, večja je promocija transkripcije – kot tudi post–translacijsko z glukokinaznim regulatornim proteinom, ki GCK zadržuje v neaktivni obliki v hepatocitnem jedru. V pankreasu GCK predstavlja senzor za koncentracijo glukoze v krvi, zato se izraža neprestano, na podlagi zaznav pa se v kri sprošča inzulin. Med heksokinazami GCK izkazuje unikatno kinetiko, z najnižjo vezavno afiniteto za glukozo in navideznim kooperativnim efektom, kar gre pripisati spremembam konformacijskih stanj encima ob katalitični funkciji. Nepravilno delovanje GCK v našem telesu lahko vodi do najrazličnejših zdravstvenih zapletov, med njimi monogenskih oblik diabetesa, ki se kažejo v raznih oblikah hipo– ali hiperglikemije, zato je nujna učinkovita diagnostika bolezenskih stanj, kot tudi prihodnje raziskovanje delovanja, pomena in celičnih mehanizmov v povezavi z GCK. ||
|-
| Peteh, Zoja || Pentoza fosfatna pot – nova obzorja spregledane presnovne poti || Pentoza fosfatna pot (PPP) je metabolna pot oksidacije glukoze, konkurenčna glikolizi. V bioloških sistemih je prisotna od nastanka prvih oblik življenja in ohranjena je v vseh organizmih. Po prvem koraku glikolize se od nje loči in porablja glukoza-6-fosfat za tvorbo NADPH v oksidativni in riboze-5-fosfat v neoksidativni veji. NADPH ima poglavitno vlogo pri vzdrževanju redukcijsko-oksidacijske homeostaze in je nepogrešljiv za regeneracijo antioksidantov, obenem pa lahko tudi podpira nastajanje reaktivnih zvrsti. Razmerje med PPP in glikolizo skokovito naraste, ko je celica izpostavljena oksidativnemu stresu. Metabolni preklop je rezultat sodelovanja transkripcijskih, alosteričnih in posttranslacijskih regulatornih mehanizmov. Odgovor na stresne pogoje pa sega onkraj generacije NADPH in vključuje tudi aktivno indukcijo izražanja genov, povezanih z odzivom na stres. NADPH z redukcijskim potencialom za anabolni metabolizem in metaboliti neoksidativne veje kot prekurzorji omogočajo biosintezo lipidov, aminokislin, nukleotidov, vitaminov B2 in B6 ter podporo metabolizmu folata. Na področju uravnavanja cirkadiane ure so novi izsledki izzvali uveljavljen model transkripcijsko-translacijske povratne zanke in razkrili filogenetsko ohranjene redoks ritme, neodvisne od ciklov prepisovanja. PPP kot kritični vir NADPH se izkaže za pomembnega regulatorja tako transkripcijskih kot redoks oscilacij. PPP lahko deluje pro- ali antiferoptozno. Verjetno pa so med vsemi tipi celic od PPP najbolj odvisni prav nevroni. ||
|-
| Željko, Urška || ||Parkinsonova bolezen je nevrodegenerativna bolezen, pri kateri odmirajo dopaminerični nevroni v predelu srednjih možganov imenovani substania nigra. Značilnosti bolezni so oligomeri in fibrili proteina α-sinukleida v citosolu, okvare v mitohondrijskih funkcijah in njim sledeči simptomi, kot je med drugim tudi povišano število kisikovih reaktivnih zvrsti. Mitohondrijska akonitaza je eden od encimov Krebsovega cikla in prispeva k nastanku energije za celico, njena aktivnost pa je zni-žana pri bonikih s Parkinsonovo boleznijo. ||
|-
| Matjašec, Klemen ||Metaboliti cikla citronske kisline in njihov vpliv na zdravje Kosti in osteoporozo ||Osteoporoza je bolezen, za katero je značilno zmanjšanje kostne mase in gostote, kar vodi v povečano tveganje za zlome. K nastanku bolezni prispevajo staranje, hormonske spremembe in epigenetski dejavniki, ki vplivajo na diferenciacijo osteoblastov in osteoklastov. V zadnjih letih so raziskave pokazale, da intermediati citratnega cikla, kot so citrat, α-ketoglutarat in itakonat, poleg svoje energetske vloge sodelujejo tudi pri epigenetski regulaciji. Ti intermediati vplivajo na acetilacijo in demetilacijo histonov ter s tem na izražanje genov, ki uravnavajo kostni metabolizem. Encimi, kot so piruvat dehidrogenaza in α-KG dehidrogenaza, lahko delujejo tudi v jedru, kjer tvorijo lokalne vire acetil-CoA in sukcinil-CoA za histonske modifikacije. Poleg tega α-KG in itakonat kažeta terapevtski potencial, saj zmanjšujeta izgubo kostne mase in spodbujata regeneracijo kosti. Demetilaze, kot je FTO, prav tako uravnavajo kostno diferenciacijo in odziv celic na stres. Vsa ta odkritja kažejo, da povezava med celičnim metabolizmom in epigenetskimi spremembami odpira nove možnosti za zdravljenje osteoporoze. ||
|-
| Trojer, Pavel || Kataplerotske in anaplerotske reakcije Krebsovega cikla || Krebsov cikel ni pomemben le za oksidacijo acetil-CoA, ampak ima vlogo metabolnega krožišča, na katerem se srečujejo reakcije anabolizma in katabolizma. Intermediati igrajo ključno vlogo pri biosintezi glukoze, aminokislin, lipidov in drugih ključnih molekul. Zaradi preusmerjanja intermediatov cikla na takšne metabolne poti (katapleroza), se nabor molekul cikla zmanjša. Posledica tega vpelje nujnost obstoja reakcij, ki te molekule dopolnjujejo (anapleroza), ter vzdržujejo njihove koncentracije približno konstantne. Primer takšne reakcije je encimsko katalizirana pretvorba piruvata v oksaloacetat z encimom piruvat karboksilazo, ki ima nadvse kompleksno zgradbo in delovanje. Po drugi strani se oksaloacetat lahko pretvarja v fosfoenolpiruvat z encimom fosfoenolpiruvat karboksikinaza, ki izraža neobičajen nadzor pretoka skozi lastno reakcijo. Neustrezna regulacija teh dveh reakcij je tesno povezana s kronično hiperglikemijo (povišana raven krvnega sladkorja) oziroma diabetesom tipa 2, ki nastopi, če je pretok v proces glukoneogeneze prekomeren. Ena izmed kataplerotskih reakcij je tudi transport citrata iz mitohondrija, ki deluje kot način prenosa acetil koencima A v citosol za namen biosinteze predvsem maščobnih kislin. Preučena literatura jasno utemeljuje, kako pomembna je pravilna regulacija katapleroze in anapleroze za potrebe metabolnega ravnovesja in kako centralno vlogo ima Krebsov cikel v celičnih procesih, saj je preko omenjenih anaplerotskih in kataplerotskih reakcij v tesnem stiku z glukoneogenezo in lipogenezo. ||
|-
|Šen Bubnjevič, Nuša ||Možne modifikacije Krebsovega cikla ob celičnem stresu ||Krebsov cikel ni le osrednja metabolna pot za aerobno pridobivanje ATP, temveč predstavlja tudi fleksibilno mrežo, ki omogoča celicam prilagoditev na različne stresorje. Ob oksidativnem stresu, ki ga povzročajo reaktivni kisikovi delci (ROS), se cikel preusmeri, da zmanjša nastajanje NADH in hkrati poveča proizvodnjo NADPH, kar krepi antioksidativne sisteme. Alfa ketoglutarat deluje kot neencimski “scavenger” ROS, pri čemer nastane sukcinat, ki deluje tudi kot signalna molekula za sprožitev obrambnih mehanizmov. Krebsov cikel je tudi ključnega pomena pri obrambi proti kovinski toksičnosti, saj nekateri intermediati cikla sodelujejo pri imobilizaciji nekaterih toksičnih kovin. Pseudomonas fluorescens lahko nasprotuje toksičnemu aluminiju tako, da preusmeri pretvorbo citrata v oksalat, kar omogoča vezavo aluminijevih ionov in njihovo odstranjevanje iz celice. Pri cinku se Krebsov cikel prilagodi z večjo sintezo oksaloacetata in alfa ketoglutarata, ki podpirata nastanek aminokislin za imobilizacijo cinka, ter z vzpodbujanjem ATP proizvodnje preko substratne fosforilacije. Obenem se poveča aktivnost encimov za tvorbo NADPH, medtem ko so encimi, ki proizvajajo NADH, zavirani, kar krepi antioksidativne sisteme in zmanjšuje oksidativni stres. Poleg tega modulacija Krebsovega cikla vpliva na dovzetnost bakterij za antibiotike. Povečana aktivnost cikla in proizvodnja NADH krepita protonsko motorno silo, kar omogoča učinkovitejši transport določenih antibiotikov v bakterijsko celico. ||
|-
|Zaletelj,Teja||Mitohondriji – več kot le vir energije: razkrita pot sinteze maščobnih kislin||Mitohondriji so dolgo veljali za »energetske tovarne« celice, kjer poteka razgradnja hranil in nastanek energije ATP z oksidativno fosforilacijo. V zadnjem desetletju pa postaja vse jasneje, da ti organeli niso le končno mesto katabolizma, temveč tudi pomembno središče biosintetskih procesov. Med njimi je ključna, a dolgo spregledana, mitohondrijska sinteza maščobnih kislin. Čeprav je znano, da ravno ta pot sodeluje pri nastanku lipojske kisline-nepogrešljive za delovanje Krebsovega cikla, še vedno ni jasno, zakaj mitohondriji ohranjajo lastno pot sinteze maščobnih kislin in kako ta vpliva na njihovo energijsko učinkovitost. Avtorji članka so želeli razjasniti vlogo mitohondrijske sintezne poti maščobnih kislin pri uravnavanju oksidativnega metabolizma ter razkriti, kako pomanjkanje te poti vpliva na mitohondrijsko funkcijo in bolezni. Z uporabo živalskih modelov, bolniških vzorcev in biokemijskih metod so analizirali izražanje genov v tej poti, strukturo kompleksov elektronske transportne verige in metabolne posledice motenj v tej poti. Raziskava razkriva, da ta pot ni pomembna le za sintezo lipojske kisline, temveč tudi za tvorbo daljših acilnih verig, potrebnih za sestavljanje kompleksov dihalne verige. Motnje v njej povzročajo napake v dihanju, presnovne bolezni in nevrološke simptome.||
|-
|Filipič, Žan||Pomen ketonskih telesc za celice in dolgoživost||Ketonska telesca nastajajo v jetrih med β-oksidacijo maščobnih kislin. Medtem ko je aceton večinoma le stranski produkt, se acetoacetat in β-hidroksibutirat uporabljata kot vir energije, predvsem v možganih, srcu in mišicah. Poleg tega, da telesu priskrbijo energijo, pa imajo ketonska telesca tudi druge funkcije. Pri metabolizmu ketonskih telesc nastane namreč oksidativni stres, ki v telesu sproži hormezni odziv. Tako ketonska telesca posredno pripomorejo k antioksidativnemu in protivnetnemu delovanju v mitohondrijih, izboljšajo njihovo funkcijo, sprožijo popravljanje DNA, avtofagijo… Vse te učinke dosežejo z aktivacijo regulatornih proteinov kot so Nrf2 (transkripcijski faktor povezan z eritroidnim faktorjem 2), sirtuini (družina NAD+ odvisnih deacetilaz) in AMPK (AMP-aktivirane kinaze)… Nekatere študije nakazujejo, da ima β-hidroksibutirat poleg posrednega morda tudi neposreden vpliv. Pri nekaterih živalih pa so ketonska telesca povzročila podaljšano življenjsko dobo, npr. pri vinskih mušicah, C. elegans. Predvideva se, da bi lahko β-hidroksibutirat na podoben način z različnimi epigenetskimi vplivi podaljšal življenjsko dobo tudi pri človeku. Zaradi raznih pozitivnih učinkov so se razvile ketogene diete. Čeprav jih večina uporablja za izgubljanje prekomerne telesne teže, imajo tudi drugačne aplikacije. Zanimive so predvsem za bolnike s srčnimi boleznimi, epilepsijo, … Problemi zaradi ketonskih telesc pa se pojavijo, če njihova koncentracija v krvi preveč naraste, saj to povzroči ketoacidozo.||
|-
|Špan, Ana||Regulacija proteinov procesa β oksidacije glede na življenjski slog||Maščobne kisline so pomemben vir energije, shranjujejo se v obliki trigliceridov v maščobnem tkivu. Z njihovo razgradnjo s procesom β-oksidacije v mitohondrijih predstavljajo dolgoročno energijsko zalogo organizmov. Čeprav je primarni vir energije glukoza, lahko telo zaradi intenzivnosti fizične aktivnosti, hormonske regulacije ter razpoložljive zaloge makrohranil prioritizira oksidacijo maščobnih kislin. Enega največjih porabnikov energije v telesu predstavljajo skeletne mišice, ki imajo več mitohondrijev in transporterjev maščobnih kislin kot preostale celice. Ti transporterji so: CD36, FABPpm, FABPc ter FATP, kateri omogočajo transport maščobnih kislin v celico ter iz nje. Njihova koncentracija in lega v miocitu sta odvisna od treh glavnih signalnih poti, ki so močno odvisne ena od druge. Te poti so AMPK, ki se aktivira ob povečani porabi ATP-ja, PGC-1α, ki vpliva na izražanje encimov β-oksidacije in PPAR, ki pa z aktivacijo poveča transkripcijo genov za transport maščobnih kislin. Oksidacijo maščobnih kislin posredno usmerjata tudi telesna aktivnost, ki preko signalnih poti vpliva na število mitohondrijev in transporterjev ter HFD, ki poveča koncentracijo FFA v celici. Količina transporterjev je odvisna tudi od spola posameznika, saj imajo ženske na splošno več le-teh, ter njegovega ITM, prekomerno težki imajo namreč slabši izkoristek β-oksidacije kot ljudje z normalno telesno maso.||
|-
|Vetrih, Elina||Vpliv časa pri zaužitju maščob na metabolizem||Dandanes ima vedno večji del populacije diabetes tipa 2 ali prekomerno telesno težo. Eden izmed razlogov je tudi neenakomerno in ne regulirano uživanje obrokov. Časovna razporeditev obrokov pomembno vpliva na metabolizem. Študije kažejo, da pozno uživanje hrane zmanjša lipidni katabolizem, poveča lipogenezo in poveča verjetnost za debelost. Ravno obratno pa časovno omejeno prehranjevanje izboljša metabolizem, zato cirkadiadna ura prehranjevanja kaže pomembno strategijo pri preprečevanju presnovnih bolezni.
Presnova maščob in njenih kislin je natančno usklajena z notranjo biološko uro, ki v telesu uravnava dnevne ritme metabolizma. Osrednji cirkadiani regulator SCN (Suprachiasmatic nucleus) preko signalov svetlobe koordinira periferni cirkadiani sistem v jetrih, maščevju in mišicah. Mehanizem je pod vplivom transkripcijske zanke BMAL1 (brain and Mucle hydrocarbon receptor nuclear translocator-like1 ali Basic helix-loop-helix ARNT-like protein 1) in CLOCK (circadian locomotor output cycles kaput protein), ki aktivira izražanje genov PER (Period Circadian Regulator) in CRY (Cryptochrome Circadian Regulator), ti pa z negativno povratno zanko zavirajo kompleks BMAL1 in CLOCK. S tem uravnavajo 24-urni ritem. Hkrati pa REV-ERB in RORγ (related orphan receptor gamma) jedrna receptorja sinhronizirata uravnavanje genov povezanih z metabolizmom lipidov.
Cirkadiani sistem vpliva na ključne poti presnove maščob, kot sta sinteza in razgradnja trigliceridov, beta-oksidacijo maščobnih kislin, sintezo holesterola in nastanka žolčnih kislin. Tudi absorpcija lipidov, nastanek hilomikronov ter izločanje VLDL je pod vplivom tega sistema.||
|-
|Pikelj, Vesna||Pomen razvejanih aminokislin||Razvejane aminokisline so izjemnega pomena za organizem. Le-te namreč sodelujejo pri procesih, brez katerih organizem ne more preživeti. Pomembne so za sekrecijo inzulina iz β Langerhansovih otočkov, promovirajo sintezo novih proteinov v tkivih, se vgrajujejo v nove proteine, lahko inhibirajo proteaze in s tem preprečijo razgradnjo proteinov, ob pomankanju ogljikovih hidratov/stradanju jih lahko organizem oksidira za pridobivanje energije. Njihova koncentracija v krvni plazmi, ki jo uravnava cirkadiani ritem, vpliva na komunikacijo med astrociti in nevroni, med možgani in perifernimi organi, nekatere študije celo kažejo, da lahko pomagajo pri zdravljenju možganskih poškodb. Obstajajo mnoge patologije, ki jih lahko prepoznamo po nenavadnih koncentracijah razvejanih aminokislin v krvni plazmi, npr. nespečnost, apneja med spanjem, diabetes tipa 2, bolezni srca in ožilja ... Nenormalne koncentracije razvejanih aminokislin v krvi so lahko tudi posledica/indikatorji raznih bolezni jeter, ki so sicer ključen organ za metabolizem aminokislin. Primer takšne bolezni je nealkoholna zamaščenost jeter, kje se koncentracija razvejanih aminokislin poveča, pri cirozi jeter pa je ta koncentracija manjša. Poleg patoloških pa so tudi drugi dejavniki, ki vplivajo na cirkadiane ritme in s tem na koncentracijo razvejanih aminokislin, npr. debelost, izmensko delo ipd.||
|-
|Založnik, Lina||Regulacija katabolizma aminokislin in njegov vpliv na razvoj debelosti in diabetesa tipa 2||Katabolizem aminokislin je natančno reguliran in ima mnogo širšo vlogo, kot zgolj pretvorbo presežkov aminokislin v energijo. V zadnjih letih je postalo jasno, da produkti njihove razgradnje delujejo kot pomembni signalni regulatorji, ki vplivajo na gensko ekspresijo, hormonske poti, epigenetske mehanizme in celotno presnovno homeostazo. Ključno vlogo pri tem imajo encimi, ki razgrajujejo aminokisline (AADE), njihovo izražanje pa uravnavajo hormoni, kot sta glukagon in glukokortikoidi, ter jetrni transkripcijski faktorji HNF1 in HNF4α. Dodatno plast regulacije predstavlja mikroRNA, ki lahko zavira translacijo posameznih encimov, kar pomembno vpliva na presnovo aminokislin z razvejano verigo (BCAA) in posledično na aktivnost signalnih poti, kot je mTORC1.
Črevesna mikrobiota prav tako pomembno prispeva k metabolizmu aminokislin, saj proizvaja metabolite, ki vplivajo na energetsko ravnovesje, funkcijo imunskega sistema in nastanek potencialno toksičnih spojin. Motnje v teh presnovnih mehanizmih so povezane z razvojem debelosti, inzulinske rezistence in diabetesa tipa 2, pri čemer posebno izstopa kopičenje BCAA zaradi zmanjšane aktivnosti encimov BCAT() in BCKDH. Spremembe v presnovi triptofana in njegovi kinureninski poti dodatno prispevajo k moteni inzulinski signalizaciji. Zato se katabolizem aminokislin vse bolj prepoznava kot pomemben dejavnik presnovnega zdravja ter potencialna tarča za prihodnje terapevtske pristope.
||Cikel uree je ključna metabolna pot specifična za jetra, ki predstavlja zelo pomemben del sistema, ki vzdržuje homeostazo v organizmu. Reakcije, ki ga sestavljajo omogočajo pretvorbo metabolitov, kot so aminokisline, v odpadni dušikov produkt, sečnino. Celoten proces je natančno reguliran, nekatere molekule pa lahko na različne načine vplivajao na potek cikla. Primera takšnih molekul sta acetil-CoA in NAD+, posebej zanimiv je NAD+, ki sodeluje pri regulaciji cikla preko regulatornih proteinov sirtuinov, ki nadzirajo več delov cikla. Disrupcije v ciklu, ki se kažejo kot razvoj patoloških stanj pa so lahko zelo resne in privedejo do razvoja hiperamonemije. Primera takšnih obolenj sta citrulinemija tipa 1 in 2, ki nastopita, če se encim ASS1(argininosukcinat sintetaza I) ,pri tipu 1, in AGC2 (aspartat-glutamatni prenašalec II) ,pri tipu 2, okvari, in pride do kopičenja citrulina in posledično tudi amonijaka v telesu. Pri obeh pride do mutacij v genu za protein, ki je posledično nedelujoč oz. ima zmanjšano delovanje in se cikel uree ne more izvesti do konca. Da ne pride do zapletov po razvoju hiperamonemije, ki vključujejo tudi komo in smrt, pa je ključno posredovanje z zdravili, ki omogočajo znižanje kocentracije amonijaka v krvi in s tem odpravijo stanje hiperamonemije. Zdravila lahko delujejo na več načinov.