Metallothionein

Definition

Klasse von sehr kleinen (6 bis 7 kDa), nichtenzymatischen Proteinen. In einem MT-Molekül befinden sich etwa 20 Cysteine, die Zink in zwei Bereichen (sogenannte a- und b-Cluster) binden. Die Zelle ist durch diese Cluster in der Lage, besonders schnell auf Giftstoffe, wie z.B. auf die Schwermetallionen zu reagieren. Darüber hinaus übernehmen Metallothioneine Funktionen, z.B. bei der Regulation des Metall-Metabolismus als auch bei anderen Metall-abhängigen Prozessen, wie der Gen-Regulation.

Allgemeine Information

Die Überexpression von Metallothionein kann zu einer Sequestration von Zink-Ionen und damit zu einer funktionellen Inaktivierung des p53 Tumorsuppressorgens führen. Die MT-Überexpression könnte, unabhängig von der p53-Expression, einen wichtigen Schritt in der Karzinogenese und einer Tumorprogression darstellen.
Weiterhin spielt Metallothionein eine wichtige Rolle bei Entgiftungsprozessen von Schwermetallen, so auch bei der Inaktivierung von Metall-haltigen Chemotherapeutika.
Eine gegenüber gesundem Epithel gesteigerte MT-Expression wird auch in Basalzellkarzinomen, wie noch in verstärktem Maße in spinozellulären Karzinomen gefunden.
Die Expression von MT wird durch proinflammatorische Zytokine gesteigert.
Die Metallothionein-Überexpression im Primärtumor scheint ein prognostischer Faktor für Progression und Überleben von Melanom-Patienten darzustellen.

Hinweis(e)

Verschiedene Schwermetalle wie z.B. Arsen verdrängen das Zink-Ion aus seiner Bindung zu Metallothionein (Zink-Finger), und führen damit zu einer Inaktivierung von Tumor-Suppressor-Proteinen. Untersuchungen an MT-defizienten Mäusen zeigten, dass die Freisetzung von nukleären Zink-Ionen von der Anwesenheit des Zinkspeicherproteins Metallothionein abhängig ist. Proinflammatorische Zytokine können über das Zusammenwirken von synthetisiertem NO und der nukleären Translokation von MT zu einer vorübergehenden Steigerung der nukleären Zink-Konzentration führen. Am Ende dieses Signalweges kann Zink die Genregulation bei Entzündungsreaktionen beeinflussen.

Literatur
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Borges PC et al. (2007) Metallothionein immunlocalization in actinic skin nonmelanoma carcinomas. Appl Immunhistochem Mol Morphol 15: 165-169
Weinlich G, Zelger B (2007) Metallothionein overexpression, a highly significant prognostic factor in thin melanoma. Histopathology 51:280-283
Weinlich G, Topar G, Eisendle K, Fritsch PO, Zelger B (2007) Comparison of metallothionein-overexpression with sentinel lymph node biopsy as prognostic factors in melanoma. J Eur Acad Dermatol Venereol 21: 669-677