Redoksregulering

Redoksregulering er den biologiske regulering af cellens redoxtilstand, dvs. forholdet mellem oxidants og reduktorer i cellen. Redoxstatus påvirkes af reaktionspar som NAD+/NADH og NADP+/NADPH samt af tilgængeligheden af antioxidantforsvar som glutathion (GSH/GSSG), catalase, superoxide dismutase og thioredoxinsystemet. Celler udsættes for konstant produktion af reaktive oxygenarter (ROS) og nitrogenarter, som i normale mængder fungerer som signalmolekyler, men kan skade ved forhøjede niveauer. Redoksregulering omfatter reversible modificationer af cysteinrester i proteiner, herunder oxidation til sulfenic acid og dannelse af disulfidbindinger, samt videre modifikationer som S-glutathionylation, der ændrer proteinaktivitet og interaktioner. Overoxidation kan være irreversibel og føre til funktionstab.

Redoksregulering påvirker en række signalveje og transkriptionsfaktorer. Nrf2-Keap1-signalvejen reagerer på oxidativt stress og opregulerer antioxidante gener; NF-κB-aktivering og andre pathway-reaktioner ændres også af redoxmiljøet, hvilket påvirker inflammation og immunrespons. Den redoxstatus opretholdes primært gennem NADPH-drevne reduktionssystemer som thioredoxin og glutaredoxin samt GSH/GSSG-balancen.

Betydningen for sundhed er stor: ændringer i redoksregulering spiller en rolle i aldring, cancer, neurodegenerative sygdomme, hjerte-kar-sygdomme og inflammatoriske tilstande. Forskning i redoksregulering anvender redoxproteomik, cysteinbeskrivende mærkning og måling af GSH/GSSG samt NADPH/NADP+ for at kortlægge redoxprocesser i celler og væv.