Метаболизм меди при гибели клеток и аутофагии

Медь — эссенциальный микроэлемент, необходимый для поддержания активности ферментов и функции транскрипционных факторов. Однако при высокой концентрации ионы меди приобретают выраженную токсичность, индуцируя регулируемую гибель клеток, включая апоптоз, параптоз, пироптоз, ферроптоз и купроптоз. Кроме того, ионы меди могут запускать макроаутофагию/аутофагию — лизосомный путь деградации, который в условиях различных стрессовых воздействий играет двойную роль, определяя выживание или гибель клеток. Патологические нарушения метаболизма меди, обусловленные факторами окружающей среды или генетическими причинами, связаны с развитием различных заболеваний человека, включая редкую болезнь Вильсона и распространённые виды рака. В терапевтических целях соединения меди могут использоваться как потенциальные химиотерапевтические препараты — отдельно или в сочетании с другими лекарственными средствами и методами лечения рака. В настоящем обзоре обобщены достижения в изучении метаболических процессов, связанных с медью, и их влияния на регуляцию гибели клеток и аутофагии. Эти знания могут способствовать разработке будущих клинических инструментов для улучшения диагностики и лечения рака. ACSL4 — член 4 семейства длинноцепочечных ацил-КоА-синтетаз; AIFM1/AIF — митохондриально ассоциированный фактор, индуцирующий апоптоз 1; AIFM2 — митохондриально ассоциированный фактор, индуцирующий апоптоз 2; ALDH — альдегиддегидрогеназа; ALOX — липоксигеназа арахидоновой кислоты; AMPK — АМФ-активируемая протеинкиназа; APAF1 — фактор 1 активации апоптотической пептидазы; ATF4 — активирующий транскрипционный фактор 4; ATG — связанный с аутофагией; ATG13 — белок 13, связанный с аутофагией; ATG5 — белок 5, связанный с аутофагией; ATOX1 — медный шаперон 1, связанный с антиоксидантной защитой; ATP — аденозинтрифосфат; ATP7A — альфа-субъединица АТФазы, транспортирующей медь; ATP7B — бета-субъединица АТФазы, транспортирующей медь; BAK1 — антагонист/киллер 1 BCL2; BAX — регулятор апоптоза, ассоциированный с BCL2; BBC3/PUMA — компонент 3, связывающий BCL2; BCS — батокупроиндисульфоновая кислота; BECN1 — бечлин 1; BID — домен-содержащий агонист гибели, взаимодействующий с BH3; BRCA1 — белок 1, ассоциированный с репарацией ДНК; BSO — бутионинсульфоксимин; CASP1 — каспаза 1; CASP3 — каспаза 3; CASP4/CASP11 — каспаза 4; CASP5 — каспаза 5; CASP8 — каспаза 8; CASP9 — каспаза 9; CCS — медный шаперон супероксиддисмутазы; CD274/PD-L1 — молекула CD274; CDH2 — кадгерин 2; CDKN1A/p21 — ингибитор циклинзависимой киназы 1A; CDKN1B/p27 — ингибитор циклинзависимой киназы 1B; COMMD10 — белок 10, содержащий домен COMM; CoQ10 — коэнзим Q10; CoQ10H2 — восстановленный коэнзим Q10; COX11 — медный шаперон COX11 цитохром-c-оксидазы; COX17 — медный шаперон COX17 цитохром-c-оксидазы; CP — церулоплазмин; CYCS — цитохром c соматический; DBH — дофамин-бета-гидроксилаза; DDIT3/CHOP — транскрипт 3, индуцируемый повреждением ДНК; DLAT — дигидролипоамид-S-ацетилтрансфераза; DTC — диэтилдитиокарбамат; EIF2A — эукариотический фактор инициации трансляции 2A; EIF2AK3/PERK — эукариотическая киназа 3 фактора инициации 2α; ER — эндоплазматический ретикулум; ESCRT-III — эндосомальный сортировочный комплекс, необходимый для транспорта III; ETC — дыхательная цепь; FABP3 — белок 3, связывающий жирные кислоты; FABP7 — белок 7, связывающий жирные кислоты; FADD — белок, ассоциированный с Fas через домен смерти; FAS — рецептор смерти Fas на поверхности клетки; FASL — лиганд Fas; FDX1 — ферредоксин 1; GNAQ/11 — альфа-субъединица G-белка q/11; GPX4 — глутатионпероксидаза 4; GSDMD — газдермин D; GSH — глутатион; HDAC — гистондеацетилаза; HIF1 — фактор 1, индуцируемый гипоксией; HIF1A — альфа-субъединица фактора 1, индуцируемого гипоксией; HMGB1 — белок 1 группы высокой подвижности; IL1B — интерлейкин 1β; IL17 — интерлейкин 17; KRAS — протоонкоген KRAS, ГТФаза; LOX — лизилоксидаза; LPCAT3 — лизофосфатидилхолинацилтрансфераза 3; MAP1LC3 — белок 1A/1B, ассоциированный с микротрубочками, лёгкая цепь 3; MAP2K1 — митоген-активируемая протеинкиназакиназа 1; MAP2K2 — митоген-активируемая протеинкиназакиназа 2; MAPK — митоген-активируемые протеинкиназы; MAPK14/p38 — митоген-активируемая протеинкиназа 14; MEMO1 — медиатор клеточной подвижности 1; MT-CO1/COX1 — митохондриально кодируемая цитохром-c-оксидаза I; MT-CO2/COX2 — митохондриально кодируемая цитохром-c-оксидаза II; MTOR — киназа-мишень рапамицина у млекопитающих; MTs — металлотионины; NAC — N-ацетилцистеин; NFKB/NF-ΚB — ядерный фактор κB; NLRP3 — содержащий пириновый домен 3 член семейства NLR; NPLOC4/NPL4 — гомолог NPL4, фактор распознавания убиквитина; PDE3B — фосфодиэстераза 3B; PDK1 — фосфоинозитидзависимая протеинкиназа 1; PHD — домен пролил-4-гидроксилазы; PIK3C3/VPS34 — каталитическая субъединица 3-го типа фосфатидилинозитол-3-киназы; PMAIP1/NOXA — белок 1, индуцируемый форбол-12-миристат-13-ацетатом; POR — НАДФН-цитохром-P450-оксидоредуктаза; PUFA-PL — полиненасыщенные жирные кислоты фосфолипидов; PUFAs — полиненасыщенные жирные кислоты; ROS — активные формы кислорода; SCO1 — синтез цитохром-c-оксидазы 1; SCO2 — синтез цитохром-c-оксидазы 2; SLC7A11 — белок 11 семейства переносчиков растворённых веществ 7; SLC11A2/DMT1 — белок 2 семейства переносчиков растворённых веществ 11; SLC31A1/CTR1 — белок 1 семейства переносчиков растворённых веществ 31; SLC47A1 — белок 1 семейства переносчиков растворённых веществ 47; SOD1 — супероксиддисмутаза; SP1 — транскрипционный фактор Sp1; SQSTM1/p62 — секвестосома 1; STEAP4 — металлоредуктаза STEAP4; TAX1BP1 — белок 1, связывающий TAX1; TEPA — тетраэтиленпентамин; TFEB — транскрипционный фактор EB; TM — тетратиомолибдат; TP53/p53 — опухолевый белок p53; TXNRD1 — тиоредоксинредуктаза 1; UCHL5 — убиквитин-C-концевая гидролаза L5; ULK1 — киназа 1, активирующая аутофагию, подобная Unc-51; ULK1 — киназа 1, активирующая аутофагию, подобная unc-51; ULK2 — киназа 2, активирующая аутофагию, подобная unc-51; USP14 — специфичная для убиквитина пептидаза 14; VEGF — сосудистый эндотелиальный фактор роста; XIAP — сцепленный с X-хромосомой ингибитор апоптоза. Сокращения: