ミトコンドリアは、鉄硫黄補因子の組み立てと移動に関与しています。 これらは、人体に不可欠な化合物の一部です。 ただし、プロセスが正確にどのように機能するかは不明のままです。
による新しい研究 オハイオ州立大学 分子の重要なクラスがどのように作成され、移動されるかについての手がかりを提供します ヒト細胞. 科学者たちは、これらの補因子がグルタチオンと呼ばれる物質の助けを借りて動かされることを発見しました. この抗酸化物質は、これらの必須鉄補因子を膜バリアを越えて輸送することにより、特定のタイプの細胞損傷を防ぐのに役立ちます.
グルタチオンは、赤血球が作るために使用する鉄のような金属を調節するのに役立ちます ヘモグロビン.
この研究の共著者であり、オハイオ州立大学の化学および生化学の著名な大学名誉教授である James Cowan は、次のように述べています。 「鉄化合物は細胞の生化学が適切に機能するために重要であり、その集合と輸送は複雑なプロセスです。 私たちは、特定のクラスの鉄補因子が複雑な分子機構を使用して、ある細胞コンパートメントから別の細胞コンパートメントにどのように移動するかを決定し、細胞化学の複数のステップで使用できるようにしました.」
鉄硫黄クラスターと呼ばれる物質の重要なグループは、遺伝物質の複製を助けたり、電子を伝達してエネルギーを生成したり、細胞内で重要な代謝産物を作ったりするなど、いくつかの代謝タスクを実行します。 しかし、これらのクラスターの機能不全は、悪いことを引き起こす可能性があり、貧血、フリードライヒ運動失調症 (進行性の神経系損傷を引き起こす障害)、その他の多くの代謝障害などのいくつかの病気のリスクにつながる可能性があります。 神経学的障害.
このメカニズムがどのように機能するかを研究するために、科学者はまず C. thermophilum と呼ばれる真菌を採取しました。 次に、重要な目的のタンパク質分子を特定し、構造決定のためにそのタンパク質を大量に生成しました。
彼らは、C. thermophilum 内のタンパク質が本質的にヒトタンパク質 ABCB7 の細胞双子であることを発見しました。 タンパク質 ABCB7 はヒトの鉄-硫黄クラスターを移動させるため、ヒトの鉄-硫黄クラスターの輸出を研究するのに最適な標本となっています。
チームは次に、クライオ電子イメージングとコンピューター モデリングを組み合わせて、ミトコンドリアが鉄補因子を体のさまざまな部分に送り出すために使用する経路を説明するいくつかの構造モデルを開発しました。
コーワン と, 「この発見は、細胞生化学の基本的な構成要素についてさらに学ぶ上で不可欠ですが、この発見が後に医学や治療法をどのように進歩させるかを見るのが楽しみです。」
「これらの補因子がヒト細胞内でどのように組み立てられ移動するかを理解することは、特定の疾患の症状を予防または緩和する方法を決定するための基礎を築くことができます. また、細胞化学を理解するための他の進歩の基礎として、その基本的な知識を使用することもできます。」
ジャーナルリファレンス：
- Ping Li et al.、Structures of Atm1 は、ミトコンドリアからの [2Fe-2S] クラスターの輸出に関する洞察を提供します。 ネイチャー·コミュニケーションズ （2022）。 DOI： 10.1038/s41467-022-32006-8
