تشارك الميتوكوندريا في تجميع وحركة العوامل المساعدة من الحديد والكبريت. هذه بعض المركبات الأساسية في جسم الإنسان. ومع ذلك ، لا يزال من غير الواضح كيف تعمل العملية بالضبط.
دراسة جديدة من قبل جامعة ولاية أوهايو يقدم أدلة حول كيفية إنشاء فئة مهمة من الجزيئات ونقلها خلايا بشرية. وجد العلماء أن هذه العوامل المساعدة يتم تحريكها بمساعدة مادة تسمى الجلوتاثيون. يساعد هذا المضاد للأكسدة في منع أنواع معينة من تلف الخلايا عن طريق نقل هذه العوامل المساعدة الأساسية للحديد عبر حاجز غشاء.
يساعد الجلوتاثيون في تنظيم المعادن مثل الحديد - الذي تستخدمه خلايا الدم الحمراء في صنعه الهيموغلوبين.
قال جيمس كوان ، مؤلف مشارك في الدراسة وأستاذ جامعي متميز في الكيمياء والكيمياء الحيوية في ولاية أوهايو ، تعتبر مركبات الحديد ضرورية للتشغيل السليم للكيمياء الحيوية الخلوية ، وتجميعها ونقلها عملية معقدة. لقد حددنا كيفية نقل فئة معينة من العوامل المساعدة للحديد من حجرة خلوية إلى أخرى باستخدام آلات جزيئية معقدة ، مما يسمح باستخدامها في خطوات متعددة في الكيمياء الخلوية ".
تؤدي مجموعة مهمة من المواد تسمى مجموعات الحديد والكبريت العديد من المهام الأيضية ، مثل المساعدة في تكرار مادتنا الجينية ونقل الإلكترونات لإنتاج الطاقة وإنشاء مستقلبات حرجة في الخلية. ومع ذلك ، يمكن أن يؤدي الخلل الوظيفي في هذه المجموعات إلى حدوث أشياء سيئة - مما يؤدي إلى خطر الإصابة بأمراض عديدة مثل فقر الدم ، ترنح فريدريك (اضطراب يسبب تلفًا تدريجيًا في الجهاز العصبي) ، والعديد من الأمراض الأيضية الأخرى و الاضطرابات العصبية.
لدراسة كيفية عمل هذه الآلية ، أخذ العلماء أولاً فطرًا يسمى C. thermophilum. ثم حددوا جزيء البروتين الحرج محل الاهتمام وأنتجوا كميات كبيرة من هذا البروتين من أجل التحديد الهيكلي.
وجدوا أن البروتين الموجود داخل C. thermophilum هو في الأساس توأم خلوي للبروتين البشري ABCB7. يقوم البروتين ABCB7 بنقل كتل الحديد والكبريت لدى البشر ، مما يجعلها العينة المثالية لدراسة تصدير كتلة الحديد والكبريت لدى البشر.
ثم طور الفريق عدة نماذج هيكلية تصف المسار الذي تستخدمه الميتوكوندريا لتصدير عوامل الحديد المساعدة إلى أجزاء مختلفة من الجسم باستخدام مزيج من التصوير الإلكتروني بالتبريد والنمذجة الحاسوبية.
كوان محمد, "في حين أن النتائج ضرورية لمعرفة المزيد عن اللبنات الأساسية للكيمياء الحيوية الخلوية ، إلا أنني متحمس لرؤية كيف يمكن لاكتشافهم أن يطور الطب والعلاجات لاحقًا."
"إن فهم كيفية تجميع هذه العوامل المساعدة ونقلها في الخلايا البشرية يمكن أن يضع الأساس لتحديد كيفية منع أو تخفيف أعراض بعض الأمراض. يمكننا أيضًا استخدام هذه المعرفة الأساسية كأساس للتطورات الأخرى في فهم الكيمياء الخلوية. "
المرجع مجلة:
- توفر Ping Li et al. ، هياكل Atm1 نظرة ثاقبة لتصدير مجموعة [2Fe-2S] من الميتوكوندريا ، طبيعة الاتصالات (2022). معرف الهوية الرقمي: 10.1038/s41467-022-32006-8
