بررسی جایگاه اتصال آنزیم هگزوکیناز روی غشای خارجی میتوکندری در سلول های سرطانی مغز

در سرطان های مغز، منبع اصلی انرژی از مسیر گلیکولیز تامین می شود. آنزیم شروع کننده این مسیر نیز هگزوکیناز نوع یک (HKI) می باشد. این آنزیم در دو جایگاه متفاوت به غشای خارجی میتوکندری متصل می شود. آنزیم متصل به جایگاه A به وسیله محصولش یعنی گلوکز 6-فسفات (G6P) از جایگاه خود آزاد می گردد. آنزیم متصل به جایگاه B به G6P غیرحساس است ولی به وسیله غلظت بالایی از نمک کائوتروپ KSCN از جایگاه خود رها می گردد. در مطالعه حاضر تغییرات احتمالی این جایگاه ها در سلول های سرطانی مغز انسان مورد بررسی قرار گرفته است.
در این مطالعه تجربی برای رهاسازی آنزیم از جایگاه A از G6P 2 میلی مولار و جایگاه B از مخلوط 45 میلی مولار KSCN و KCl استفاده شد. هم چنین برای مسدود کردن جایگاه A از دی سیکلو هگزیل کربودی ایمید (DCCD) استفاده گردید.
نتایج نشان داد DCCD که در میتوکندری مغز طبیعی با اتصال به گلوتامات 72 پورین میتوکندریایی، مانع اتصال هگزوکیناز به آن می گردد، در سلول های سرطانی گلیوما و آستروسایتوما قادر به اتصال به گلوتامات 72 نیست. براساس یافته های این پژوهش احتمالا به دو دلیل، DCCD قادر نیست جایگاه A را در سلول های سرطانی مسدود نماید: 1- محل گلوتامات 72 پورین غشای خارجی میتوکندری در اثر سرطانی شدن تغییر کرده است و احتمالا از یک محیط آب گریز به یک محیط آب دوست جابه جا شده است. بنابراین، DCCD قادر به مسدود کردن آن در محیط جدید نیست.2- با توجه به این که مطالعات نشان می دهد در غشای خارجی میتوکندری سلول های سرطانی نسبت به نوع طبیعی آن میزان خیلی زیادی کلسترول رسوب می کند؛ لذا سیالیت آن کاهش یافته و DCCD قادر به نفوذ در غشا نمی باشد.
در مجموع هر دو استدلال بالا نشان می دهد که غشای خارجی میتوکندری سلول های سرطانی نسبت به سلول های طبیعی هم به لحاظ میزان سیالیت آن و هم به لحاظ محل اتصال آنزیم هگزوکیناز دچار تغییر شده است.