I mitocondri sono coinvolti nell'assemblaggio e nel movimento dei cofattori ferro-zolfo. Questi sono alcuni dei composti essenziali nel corpo umano. Tuttavia, non è ancora chiaro come funzioni esattamente il processo.
Un nuovo studio di Ohio State University offre indizi su come viene creata e spostata un'importante classe di molecole cellule umane. Gli scienziati hanno scoperto che questi cofattori vengono spostati con l'aiuto di una sostanza chiamata glutatione. Questo antiossidante aiuta a prevenire alcuni tipi di danni cellulari trasportando questi cofattori di ferro essenziali attraverso una barriera di membrana.
Il glutatione aiuta a regolare i metalli come il ferro, che i globuli rossi utilizzano per produrre emoglobina.
James Cowan, coautore dello studio e illustre professore universitario emerito di chimica e biochimica presso l'Ohio State, ha dichiarato: “I composti del ferro sono fondamentali per il corretto funzionamento della biochimica cellulare e il loro assemblaggio e trasporto è un processo complesso. Abbiamo determinato come una classe specifica di cofattori del ferro viene spostata da un compartimento cellulare a un altro utilizzando complessi macchinari molecolari, consentendone l’utilizzo in molteplici fasi della chimica cellulare”.
Un importante gruppo di sostanze chiamate cluster ferro-zolfo svolgono diversi compiti metabolici, come aiutare nella replicazione del nostro materiale genetico e trasferire elettroni per produrre energia e produrre metaboliti critici nella cellula. Tuttavia, la disfunzione di questi cluster può far accadere cose brutte, portando al rischio di diverse malattie come forme di anemia, atassia di Friedreich (un disturbo che causa danni progressivi al sistema nervoso) e una moltitudine di altri disturbi metabolici e disordini neurologici.
Per studiare come funziona questo meccanismo, gli scienziati hanno prima preso un fungo chiamato C. thermophilum. Hanno quindi identificato la molecola proteica critica di interesse e hanno prodotto grandi quantità di tale proteina per la determinazione strutturale.
Hanno scoperto che la proteina all’interno di C. thermophilum è essenzialmente un gemello cellulare della proteina umana ABCB7. La proteina ABCB7 trasferisce i cluster ferro-zolfo negli esseri umani, rendendola il campione perfetto per studiare l’esportazione dei cluster ferro-zolfo negli esseri umani.
Il team ha poi sviluppato diversi modelli strutturali che descrivono il percorso utilizzato dai mitocondri per esportare i cofattori del ferro in varie parti del corpo utilizzando una combinazione di imaging crioelettronico e modellazione computerizzata.
Cowan disse, “Sebbene i risultati siano fondamentali per saperne di più sugli elementi costitutivi di base della biochimica cellulare, sono entusiasta di vedere come la loro scoperta potrebbe in seguito far progredire la medicina e le terapie”.
“Capire come questi cofattori vengono assemblati e spostati nelle cellule umane può gettare le basi per determinare come prevenire o alleviare i sintomi di alcune malattie. Possiamo anche usare quella conoscenza fondamentale come base per altri progressi nella comprensione della chimica cellulare”.
Riferimento della Gazzetta:
- Ping Li et al., Structures of Atm1 forniscono informazioni sull'esportazione di cluster [2Fe-2S] dai mitocondri, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-32006-8
