Mitokondrid osalevad raua-väävli kofaktorite koostamises ja liikumises. Need on mõned inimkehas olulised ühendid. Siiski jääb ebaselgeks, kuidas protsess täpselt toimib.
Uus uuring, mille Ohio State University pakub vihjeid selle kohta, kuidas luuakse ja teisaldatakse oluline molekulide klass inimrakud. Teadlased leidsid, et neid kofaktoreid liigutatakse glutatiooni nimelise aine abil. See antioksüdant aitab vältida teatud tüüpi rakukahjustusi, transportides neid olulisi raua kofaktoreid läbi membraanibarjääri.
Glutatioon aitab reguleerida metalle nagu raud – mida punased verelibled kasutavad hemoglobiin.
James Cowan, uuringu kaasautor ja silmapaistev keemia ja biokeemia emeriitprofessor Ohio osariigis, ütles: "Rauaühendid on rakulise biokeemia nõuetekohaseks toimimiseks kriitilise tähtsusega ning nende kokkupanek ja transport on keeruline protsess. Oleme kindlaks teinud, kuidas teatud raudkofaktorite klass viiakse ühest raku sektsioonist teise, kasutades keerulisi molekulaarmasinaid, võimaldades neid kasutada rakukeemia mitmes etapis.
Tähtis ainete rühm, mida nimetatakse raud-väävli klastriteks, täidab mitmeid metaboolseid ülesandeid, näiteks aitab kaasa meie geneetilise materjali replikatsioonile ja elektronide ülekandmisele, et toota energiat ja teha rakus kriitilisi metaboliite. Nende klastrite talitlushäired võivad aga põhjustada halbu asju, mis võib põhjustada mitmete haiguste, nagu aneemia vormid, Friedreichi ataksia (haigus, mis põhjustab progresseeruvat närvisüsteemi kahjustust) ja paljude muude metaboolsete ja neuroloogilised häired.
Selle mehhanismi toimimise uurimiseks võtsid teadlased kõigepealt seene nimega C. thermophilum. Seejärel tuvastasid nad huvipakkuva kriitilise valgu molekuli ja tootsid seda valku suures koguses struktuuri määramiseks.
Nad leidsid, et C. thermophilum'is sisalduv valk on sisuliselt inimese valgu ABCB7 rakuline kaksik. Valk ABCB7 kannab inimestes üle raua-väävli klastreid, muutes selle ideaalseks isendiks raud-väävli klastrite ekspordi uurimiseks inimestel.
Seejärel töötas meeskond välja mitu struktuurimudelit, mis kirjeldavad mitokondrite poolt kasutatavat rada raua kofaktorite eksportimiseks erinevatesse kehaosadesse, kasutades krüoelektronide pildistamise ja arvutimodelleerimise kombinatsiooni.
Cowan ütles, "Kuigi leiud on üliolulised rakulise biokeemia põhiliste ehitusplokkide kohta lisateabe saamiseks, on mul hea meel näha, kuidas nende avastus võib hiljem meditsiini ja teraapiat edendada."
"Arusaamine, kuidas need kofaktorid inimrakkudes kokku pannakse ja liigutatakse, võib panna aluse teatud haiguste sümptomite ennetamise või leevendamise kindlakstegemiseks. Samuti saame neid põhiteadmisi kasutada rakukeemia mõistmise muude edusammude alusena.
Ajakirja viide:
- Ping Li jt, Atm1 struktuurid annavad ülevaate [2Fe-2S] klastri ekspordist mitokondritest, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-32006-8
