As mitocôndrias estão envolvidas na montagem e movimento de cofatores ferro-enxofre. Estes são alguns dos compostos essenciais no corpo humano. No entanto, ainda não está claro como o processo funciona exatamente.
Um novo estudo da Universidade do Estado de Ohio oferece pistas sobre como uma classe importante de moléculas é criada e movida células humanas. Os cientistas descobriram que esses cofatores são movidos com a ajuda de uma substância chamada glutationa. Este antioxidante ajuda a prevenir certos tipos de danos celulares, transportando esses cofatores essenciais de ferro através de uma barreira de membrana.
A glutationa ajuda a regular metais como o ferro - que os glóbulos vermelhos usam para produzir hemoglobina.
James Cowan, co-autor do estudo e um distinto professor universitário emérito de química e bioquímica na Ohio State, disse: “Os compostos de ferro são fundamentais para o bom funcionamento da bioquímica celular, e sua montagem e transporte é um processo complexo. Nós determinamos como uma classe específica de cofatores de ferro é movida de um compartimento celular para outro usando maquinaria molecular complexa, permitindo que eles sejam usados em várias etapas da química celular.”
Um importante grupo de substâncias chamado aglomerados de ferro-enxofre realiza diversas tarefas metabólicas, como auxiliar na replicação do nosso material genético e transferir elétrons para produzir energia e fazer metabólitos críticos na célula. No entanto, a disfunção desses clusters pode fazer coisas ruins acontecerem - levando ao risco de várias doenças, como formas de anemia, ataxia de Friedreich (um distúrbio que causa danos progressivos ao sistema nervoso) e uma infinidade de outras doenças metabólicas e problemas neurológicos.
Para estudar como esse mecanismo funciona, os cientistas primeiro pegaram um fungo chamado C. thermophilum. Eles então identificaram a molécula de proteína crítica de interesse e produziram grandes quantidades dessa proteína para determinação estrutural.
Eles descobriram que a proteína dentro de C. thermophilum é essencialmente um gêmeo celular da proteína humana ABCB7. A proteína ABCB7 transfere aglomerados de ferro-enxofre em pessoas, tornando-se o espécime perfeito para estudar a exportação de aglomerados de ferro-enxofre em pessoas.
A equipe então desenvolveu vários modelos estruturais que descrevem o caminho usado pelas mitocôndrias para exportar os cofatores de ferro para várias partes do corpo usando uma combinação de imagens crioeletrônicas e modelagem computacional.
Cowan dito, “Embora as descobertas sejam vitais para aprender mais sobre os blocos básicos de construção da bioquímica celular, estou animado para ver como sua descoberta pode avançar na medicina e na terapêutica.”
“Entender como esses cofatores são montados e movidos nas células humanas pode estabelecer as bases para determinar como prevenir ou aliviar os sintomas de certas doenças. Também podemos usar esse conhecimento fundamental como base para outros avanços na compreensão da química celular.”
Jornal de referência:
- Ping Li et al., Structures of Atm1 fornecem informações sobre a exportação do cluster [2Fe-2S] das mitocôndrias, Natureza das Comunicações (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-32006-8
