미토콘드리아는 철-황 보조인자의 조립과 이동에 관여합니다. 이들은 인체의 필수 화합물 중 일부입니다. 그러나 프로세스가 정확히 어떻게 작동하는지 불분명합니다.
의 새로운 연구 오하이오 주립 대학 분자의 중요한 부류가 어떻게 생성되고 이동하는지에 대한 단서를 제공합니다. 인간 세포. 과학자들은 이러한 보조 인자가 글루타티온이라는 물질의 도움으로 움직인다는 것을 발견했습니다. 이 항산화제는 막 장벽을 가로질러 이러한 필수 철 보조인자를 운반함으로써 특정 유형의 세포 손상을 예방하는 데 도움이 됩니다.
글루타치온은 적혈구가 만드는 데 사용하는 철과 같은 금속을 조절하는 데 도움이 됩니다. 헤모글로빈.
이 연구의 공동 저자이자 오하이오 주립대의 화학 및 생화학 명예 교수인 James Cowan은 다음과 같이 말했습니다. “철 화합물은 세포 생화학의 적절한 기능에 매우 중요하며, 이들의 조립 및 수송은 복잡한 과정입니다. 우리는 복잡한 분자 기계를 사용하여 특정 종류의 철 보조인자가 세포 화학의 여러 단계에서 사용될 수 있도록 한 세포 구획에서 다른 구획으로 이동하는 방법을 결정했습니다.”
철-황 클러스터라고 불리는 중요한 물질 그룹은 유전 물질의 복제를 돕고 전자를 전달하여 에너지를 생성하고 세포에서 중요한 대사 산물을 만드는 것과 같은 여러 대사 작업을 수행합니다. 그러나 이러한 클러스터의 기능 장애는 나쁜 일이 일어나게 할 수 있습니다. 이는 빈혈, 프리드라이히 운동실조(진행성 신경계 손상을 유발하는 장애) 및 기타 여러 가지 대사 장애와 같은 여러 질병의 위험을 초래합니다. 신경 장애.
이 메커니즘이 어떻게 작동하는지 연구하기 위해 과학자들은 먼저 C. thermophilum이라는 곰팡이를 사용했습니다. 그런 다음 그들은 중요한 관심 단백질 분자를 식별하고 구조적 결정을 위해 해당 단백질을 대량으로 생산했습니다.
그들은 C. thermophilum 내의 단백질이 본질적으로 인간 단백질 ABCB7의 세포 쌍둥이임을 발견했습니다. 단백질 ABCB7은 사람의 철-황 클러스터를 전달하므로 사람의 철-황 클러스터 수출을 연구하기에 완벽한 표본이 됩니다.
그런 다음 팀은 극저온 전자 이미징과 컴퓨터 모델링의 조합을 사용하여 미토콘드리아가 철분 보조인자를 신체의 다양한 부분으로 내보내는 데 사용하는 경로를 설명하는 여러 구조 모델을 개발했습니다.
코완 말했다, "이 발견은 세포 생화학의 기본 구성 요소에 대해 더 많이 배우는 데 중요하지만, 그들의 발견이 나중에 의학 및 치료법을 발전시킬 수 있는 방법을 보게 되어 기쁩니다."
"인간 세포에서 이러한 보조인자가 어떻게 조립되고 이동하는지 이해하면 특정 질병의 증상을 예방하거나 완화하는 방법을 결정하기 위한 토대가 될 수 있습니다. 우리는 또한 그 기초 지식을 세포 화학 이해의 다른 발전을 위한 기초로 사용할 수 있습니다.”
저널 참조 :
- Ping Li et al., Atm1의 구조는 미토콘드리아에서 [2Fe-2S] 클러스터 내보내기에 대한 통찰력을 제공합니다. 자연 통신 (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-32006-8
