Mechanisms of cell death induction by L-amino acid oxidase, a main component of ophidian venom

Abstract

Die antibakterielle Wirkung der LAAO wurde mit dem disc diffusion assay untersucht. Das Enzym inhibiert das Wachstum von Gram positiven und negativen Bakterien.LAAO induziert den Zelltod in Leucin-auxothropischen und -prototropischen Hefestämmen. Der Vorgang konnte als Apoptose identifiziert werden. Im Falle der Leucin auxothropischen Stämmen konnte die Zugabe von Katalase die Apoptose nicht verhindern.Es wird angenommen, dass in Anwesenheit von Katalase der Verbrauch von Leucin und die Erzeugung von lokal hohen Konzentrationen von Wasserstoffperoxyd am Ort der Hefezelle für die Induktion von Apoptose verantwortlich sindLAAO induziert Nekrose in Jurkatzellen. In Anwesenheit von Katalase, ein Enzym, das Wasserstoffperoxyd effizient entfernt, findet ein Wechsel zu Apoptose statt. Im Gegensatz hierzu mit DAAO, einem sehr ähnlichen Enzym, hebt die Anwesenheit von Katalase den Zelltod auf.zVAD-fmk, ein Caspaseinhibitor mit einem breiten Spektrum, hebt die Apoptose-induzierenden Effekte der LAAO auf. Dies legt die Vermutung nahe, dass die durch LAAO induzierte Apoptose über den Caspase-abhängigen Weg abläuft. Bcl-2, ein antiapoptotisches Protein, inhibiert die Apoptose. Dies lässt die Vermutung zu, dass die LAAO-abhängige Apoptose den Mitochondrien-Weg durchläuft.Hydrophobe und aromatische Aminosäuren werden durch die LAAO schnell aus dem Medium entfernt (oxidiert). Dies ist wahrscheinlich ein weiterer Effekt, der das Zustandekommen der Apoptose unterstützt. Allerdings hebt die nachträgliche Zufuhr dieser Aminosäuren den Effekt nicht auf. Somit ist davon auszugehen, dass noch weitere Effekte eine Rolle spielen.Veränderungen des FCS, das dem Medium zugegeben wurde, könnte ein weiterer Faktor bei der Apoptose Induktion sein da nachträgliche/nochmalige Zugabe von FCS den Apoptoseeffekt vermindert.Glycanreste scheinen bei der Induktion der Toxizität eine wichtige Rolle zu spielen. Dies folgt aus der Beobachtung, dass Abspaltung der Sialinsäurereste den toxischen Effekt erheblich (>20%) reduziert. Die am Glycan endständig gebundenen Sialinsäuren scheinen beim Binden an die Zelloberfläche und bei der Internalisierung der LAAO wichtig zu sein.