Oxidation ist nicht immer "böse"

Oxidation wird für Vielzahl an Krankheiten von Krebs bis zu Alterserscheinungen verantwortlich gemacht - Antioxidantien werden im Gegenzug als Heilsbringer beworben, da sie vor den durch Oxidation bzw. freien Radikalen verursachten DNA- Schäden schützen sollen. Ein Artikel in der aktuellen Ausgabe von Nature zeigt nun, daß Oxidation auch "ihre guten Seiten" hat.

Forscher der Michigan State University und des Cancer Research Institute in England haben einen Mechanismus entdeckt, bei dem DNA- Schäden gerade durch Oxidation repariert werden. Die Wissenschafter zeigen in ihrer Arbeit, wie ein Enzym in E.coli Bakterien DNA repariert, die gängige Schäden aufwies: Im Besonderen waren dies Schäden durch Methylierung, bei denen sich eine Methylgruppe an den DNA- Strang anhängt.

Ebenso wie Oxidation ist auch Methylierung nicht immer schlecht - beides sind wichtige natürliche Prozesse. Methylierung kann aber auch ein Prozeß der DNA- Schädigung sein, der bei der Krebsentstehung, in Zusammenhang mit Umweltgiften und im Alterungsprozeß eine Rolle spielt.

Solche Schäden können auf verschiedene Weise repariert werden. Manche Proteine können die Methylgruppe abtrennen, "sterben" aber dabei. Diese "selbstmörderische Reparatur" bedeuted, daß das Enzym nur ein einziges Mal zum Einsatz kommen kann. Andere Enzyme entfernen die Methylgruppe, hinterlassen aber eine Lücke im DNA-Strang, die ausgebessert werden muß.

Die Forscher untersuchten speziell das Protein AlkB, von dem bislang unbekannt war, über welchen Mechanismus es DNA- Reparaturen ausführt. Es zeigte sich, daß es Eisen und Sauerstoff verwendet, um die falsche Methylgruppe "abzubrennen". Am Ende des oxidativen Reaktionsmechanismus entsteht Formaldehyd.

Sowohl die Zelle als auch das Enzym überleben den Oxidationsprozeß, das Enzym kann daher eine Methylierung nach der anderen beseitigen.

"Auch wenn wir mit AlkB von E.coli gearbeitet haben, das Enzym wird in vielen Organismen gefunden, auch beim Menschen. Seine weite Verbreitung weist auf eine wichtige Rolle bei biologischen Funktionen hin", erklärt Timothy Henschaw, einer der englischen Forscher.



Nature 419, 174 - 178 (2002)
Oxidative demethylation by Escherichia coli AlkB directly reverts DNA base damage
Sarah C. Trewick, Timothy F. Henshaw, Robert P. Hausinger, Tomas Lindahl & Barbara Sedgwick

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