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Wissenschaft

vidac technology vdac hk2Bei HK1 und HK2 erfolgt die Anbindung an die Mitochondrien über eine Interaktion mit dem spannungsabhängigen Anionenkanal 1 (VDAC1) auf der zytosolischen Seite der äußeren Mitochondrienmembran (OMM). Der VDAC1-Kanal ermöglicht den Durchgang zahlreicher Ionen und Stoffwechselprodukte wie ATP, ADP, NADH, Ca2+ und vieler anderer und steuert so den metabolischen Austausch zwischen den Mitochondrien und dem Rest der Zelle. Auch VDAC1 ist bei vielen Krebsarten überexprimiert und spielt eine wichtige Rolle bei der Krebsausbreitung1. Während die Bindung von HK1 an VDAC1 stark und kontinuierlich ist, ist die Bindung von HK2 an VDAC1 viel schwächer und pendelt zwischen dem Zytoplasma und dem mitochondrial gebundenen Zustand2. Dieser Prozess ist sowohl im normalen als auch im Krankheitszustand stark reguliert und wird durch die metabolischen und energetischen Anforderungen der Zellen gesteuert.

Die Bindung von HK2-VDAC1 bringt der Krebszelle große Vorteile3. Erstens schützt VDAC1-gebundenes HK2 die Zellen vor Apoptose. Auf diese Weise reguliert VDAC1 einerseits die Freisetzung von apoptotischen oder anti-apoptotischen Faktoren aus den Mitochondrien, während es andererseits mit Faktoren wie Bax, Bak und HK2 im Zytosol interagiert. Zweitens erhält HK2 durch die Bindung an den VDAC1-Kanal privilegierten Zugang zu ATP, das in den Mitochondrien durch oxidative Phosphorylierung synthetisiert wird und die bevorzugte Quelle für seine Substratverwertung ist. Schließlich führt die Assoziation zwischen VDAC1 und HK2 zu einer geringeren Empfindlichkeit gegenüber der Rückkopplungshemmung durch das Produkt G6P4.

Shoshan-Barmatz V und Mizrachi D (2012), Front Oncol 2: 1
John S et al. (2011), PLoS one 6: e17674
Krasnov GS et al (2013), Exp Opin Ther Targets 17: 10
Wilson JE (2003), J Exp Biol 206: 2049