Die extrazelluläre Matrix (ECM) ist eine dreidimensionale, makromolekulare Netzwerkstruktur, die mit der Zelloberfläche verbunden ist und aus Kollagenen, Proteoglykanen/Glykosaminoglykanen, Elastin, Fibronektin, Lamininen sowie weiteren Glykoproteinen besteht. Das Netzwerk bildet einen dynamischen Mikroumfeld um das Zellkern herum, das es ermöglicht, seine Funktionen auszuüben.
Ubiquitinierende Enzyme (UBEs) katalysieren die Ubiquinierung von Proteinen, ein reversibler Prozess, der durch die Wirkung deubiquitinierender Enzyme (DUB) verhindert wird. Die CYLD deubiquitinase reguliert Entzündungen und Zellproliferation, indem sie die NF-κB-Signalübertragung hemmt, indem sie Ubiquinketten von mehreren Proteinen der NF-κB-Wegwerksfamilie entfernt.
Die Methylierung von DNA in den Cytosinresten in Säugetierzellen ist eine vererbbare epigenetische Modifikation, die für die ordnungsgemäße Regulation der Genexpression, der genomischen Imprinting und Entwicklung entscheidend ist (1,2). Es wurden drei Familien von DNA-Methyltransferasen bei Säugetieren identifiziert: DNMT1, DNMT2 und DNMT3 (1,2).
Ataxia telangiectasia mutated kinase (ATM) sowie ataxia telangiectasia und Rad3-related kinase (ATR) sind Mitglieder der PI3 Kinase-related Kinase (PIKK)-Familie, die mehrere Substrate an Serin- oder Threoninresten phosphoryliert, wobei anschließend eine Glutaminfreisetzung erfolgt als Reaktion auf DNA-Schäden oder Replikationsblockaden (1-3). p53 wird durch ATM, ATR und DNA-PK am Ser15 phosphoryliert. Diese Phosphorylierung beeinträchtigt die Fähigkeit von MDM2, sich an p53 zu binden, was zur Ansammlung und Aktivierung von p53 in Reaktion auf DNA-Schäden führt (4,5). Chk1 und Chk2, die Nachfolgeproteinkinaseen von ATM/ATR, spielen eine wichtige Rolle bei der Kontrolle von DNA-Schadenspunkten, embryonalem Entwicklungsprozess und Tumorsuppression (6).
Der Nukleosom besteht aus vier Kern-Histone-Proteinen (H2A, H2B, H3 und H4) und ist der wichtigste Baustein der Chromatin. Zunächst wurde angenommen, dass Histone eine statische Struktur zur Aufbringung von DNA dient, doch heute zeigt sich, dass Histone dynamische Proteine sind, die verschiedene Arten von posttranslationalen Modifikationen durchlaufen, darunter Acetylierung, Phosphorylierung, Metylierung und Ubiquitinierung.
Die Familie der Tumornekrosefaktorenrezeptoren, die TNF-RI, TNF-R2, Fas, DR3, DR4, DR5 und DR6 umfasst, spielt eine wichtige Rolle bei der Regulation der Apoptose in verschiedenen physiologischen Systemen. Die Rezeptoren werden durch eine Familie von Cytokinen aktiviert, die TNF, FasL, TWEAK und TRAIL enthalten. Sie zeichnen sich durch einen hochkonstanten extrazellulären Bereich mit Cysteinreichen Wiederholungen aus sowie einen konservierten intrazellulären Bereich von etwa 80 Aminosäuren, der als Toddomänen bezeichnet wird. Die Toddomänen sind wichtig für die Übertragung des Todessignals, indem sie andere mit Toddomänen versehene Adaptorproteine (FADD, TRADD, RIP) zum Todinduzierenden Signalisierungskomplex (DISC) binden und so die Aktivierung von Caspasen bewirken.
Die Kontrolle des Zellzyklus wird durch zahlreiche zelluläre Ereignisse und Prozesse reguliert. Die cyclinhärenen Kinas (CDK) steuern viele dieser Wege und bilden ein aktives Komplekt, wenn sie mit ihren cyclin-Partnern verbunden sind. Diese Aktivität wird hauptsächlich durch Phosphorylierung gesteuert, die die subzelluläre Lokalisation des CDK/cyclin-Komplexes bestimmt (1,2). Einige Phosphorylierungsvorgänge regulieren die Funktion der zytoplasmatischen Retentionsequenzen, während andere Vorgänge die nukleäre Lokalisation und die Funktion der Exportsequenzen steuern (3,4). Die Konzentrationen von Cyclin und cyclinhärenen Kinase-Inhibitoren (CKI) werden durch Ubiquitination sowie Degradation über den Ubiquitin-Proteasom-Weg reguliert (5). Verschiedene CKI-Proteine binden sich zu diesen Komplexen an und beeinflussen den Zugang zu den regulatorischen Domänen der Cycline (6). Eine zusätzliche Komplexität entsteht, da die kontrollierten Proteinkonzentrationen jeder Cyclin mit den Phasen des Zellzyklus schwanken. Eine erhöhte Expression von Cyclin D1 ist mit bestimmten Arten von Krebs verbunden (7,8) und könnte unabhängig von ihrem Cdk-Partner auch mit TSC2 (Tuberin) in Verbindung stehen (9).
Keratine (Zytokeratine) sind intermittente Filsenfette, die hauptsächlich in Epithelzellen exprimiert werden. Keratine Heterodimere bestehen aus einem sauren Keratin (oder Typ-I-Keratin, Keraten K9-K28) und einem basischen Keratin (oder Typ-II-Keratin, Keraten K1-K8 und K71-K80). Diese heterodimenaren Keratine bilden Filsenfäden. Die verschiedenen Keratine-Isomere weisen tissue- und Differenzierungsspezifische Profile auf, was sie als Forschungs- und klinische Biomarker nützlich macht.
Die Regulation des Zellwachstums, der Differenzierung und des programmierten Todes wird durch mehrere Gruppen von Proteinen koordiniert, die essentielle Signaltransduktionswege bilden. Viele dieser Schlüsselregulierungsproteine werden von Proto-onkogenen kodiert, die aktiviert (verändert) werden können, um den typischen Zellprogramm zu einer abnormalen Zellteilung und unregulierten Entwicklung zu verändern. Die durch Proto-onkogene kodierten Proteine umfassen Wachstumsfaktoren und andere Liganden, Rezeptorproteine, Tyrosinkinase, verschiedene Regulierungsproteine (z.B. GTPasien) sowie Transkriptionsfaktoren. Zusammen bilden diese Proteine die grundlegenden Elemente der Zellsignalwege; eine Veränderung der Expression oder Mutation einer oder mehrerer dieser Komponenten kann zu onkogenem Wachstum führen.
Coronaviren sind eine Gruppe von Viren, die einzelsträngige, positiv geladene RNA-Genome enthalten. Mehrere Mitglieder dieser Gruppe, darunter die Coronaviren der schweren akuten respiratorischen Syndrome (SARS-CoV und SARS-CoV-2) sowie das Coronavirus des östlichen Respirationssyndroms (MERS-CoV), sind hochpathogen und haben zu bedeutenden Krankheitsausbrüchen bei menschlichen Wirtszellen geführt. Damit menschliche Coronaviren ihre Genome in Wirtszelln hervorrufen und replizieren können, müssen sie zunächst mit einer Vielzahl von Zelloberflächenrezeptoren sowie Komponenten des endocytären Mechanismus an die Wirtszelle binden und eindringen.
