Mitokondrier er involvert i montering og bevegelse av jern-svovel-kofaktorer. Dette er noen av de essensielle forbindelsene i menneskekroppen. Det er imidlertid fortsatt uklart hvordan prosessen fungerer nøyaktig.
En ny studie av Ohio State University gir ledetråder om hvordan en viktig klasse av molekyler skapes og flyttes inn menneskelige celler. Forskere fant at disse kofaktorene flyttes ved hjelp av et stoff som kalles glutation. Denne antioksidanten hjelper til med å forhindre visse typer celleskade ved å transportere disse essensielle jernkofaktorene over en membranbarriere.
Glutation hjelper til med å regulere metaller som jern - som røde blodlegemer bruker til å lage hemoglobin.
James Cowan, en medforfatter av studien og en fremtredende universitetsprofessor emeritus i kjemi og biokjemi ved Ohio State, sa: "Jernforbindelser er kritiske for at cellulær biokjemi skal fungere riktig, og montering og transport er en kompleks prosess. Vi har bestemt hvordan en spesifikk klasse av jernkofaktorer flyttes fra ett cellerom til et annet ved hjelp av komplekst molekylært maskineri, slik at de kan brukes i flere trinn av cellekjemi."
En viktig gruppe stoffer som kalles jern-svovelklynger utfører flere metabolske oppgaver, som å hjelpe til med replikasjonen av vårt genetiske materiale og overføre elektroner for å produsere energi og lage kritiske metabolitter i cellen. Dysfunksjon av disse klyngene kan imidlertid få dårlige ting til å skje - noe som fører til risiko for flere sykdommer som former for anemi, Friedreichs ataksi (en lidelse som forårsaker progressiv skade på nervesystemet) og en mengde andre metabolske og nevrologiske lidelser.
For å studere hvordan denne mekanismen fungerer, tok forskerne først en sopp kalt C. thermophilum. De identifiserte deretter det kritiske proteinmolekylet av interesse og produserte store mengder av det proteinet for strukturell bestemmelse.
De fant at proteinet i C. thermophilum i hovedsak er en cellulær tvilling av det humane proteinet ABCB7. Proteinet ABCB7 overfører jern-svovelklynger i mennesker, noe som gjør det til det perfekte eksemplaret for å studere eksport av jern-svovelklynge hos mennesker.
Teamet utviklet deretter flere strukturelle modeller som beskrev veien brukt av mitokondrier for å eksportere jernkofaktorene til ulike deler av kroppen ved å bruke en kombinasjon av kryoelektronavbildning og datamodellering.
Cowan sa, "Selv om funnene er avgjørende for å lære mer om de grunnleggende byggesteinene i cellulær biokjemi, er jeg spent på å se hvordan oppdagelsen deres senere kan fremme medisin og terapi."
"Å forstå hvordan disse kofaktorene er satt sammen og flyttet i menneskelige celler kan legge grunnlaget for å bestemme hvordan man kan forebygge eller lindre symptomer på visse sykdommer. Vi kan også bruke den grunnleggende kunnskapen som grunnlaget for andre fremskritt i å forstå cellulær kjemi."
Tidsreferanse:
- Ping Li et al., Structures of Atm1 gir innsikt i [2Fe-2S] klyngeeksport fra mitokondrier, Nature Communications (2022). GJØR JEG: 10.1038/s41467-022-32006-8
