Mitohondriji sodelujejo pri sestavljanju in gibanju kofaktorjev železo-žveplo. To so nekatere bistvene spojine v človeškem telesu. Vendar ostaja nejasno, kako natančno poteka postopek.
Nova študija, ki jo Ohio State University ponuja namige o tem, kako se ustvari in premakne pomemben razred molekul človeške celice. Znanstveniki so ugotovili, da se ti kofaktorji premikajo s pomočjo snovi, imenovane glutation. Ta antioksidant pomaga preprečiti določene vrste poškodb celic s prenašanjem teh bistvenih kofaktorjev železa preko membranske pregrade.
Glutation pomaga uravnavati kovine, kot je železo, ki jih proizvajajo rdeče krvne celice hemoglobina.
James Cowan, soavtor študije in ugledni zaslužni univerzitetni profesor kemije in biokemije v zvezni državi Ohio, je dejal, »Železove spojine so ključnega pomena za pravilno delovanje celične biokemije, njihovo sestavljanje in transport pa je kompleksen proces. Ugotovili smo, kako se določen razred železovih kofaktorjev premakne iz enega celičnega predelka v drugega z uporabo zapletenih molekularnih strojev, kar omogoča njihovo uporabo v več korakih celične kemije.
Pomembna skupina snovi, imenovanih železo-žveplovi grozdi, opravlja več presnovnih nalog, kot je pomoč pri razmnoževanju našega genetskega materiala in prenos elektronov za proizvodnjo energije in izdelavo kritičnih metabolitov v celici. Vendar pa lahko disfunkcija teh skupin povzroči slabe stvari – kar povzroči tveganje za več bolezni, kot so oblike anemije, Friedreichova ataksija (motnja, ki povzroča progresivno poškodbo živčnega sistema) in množica drugih presnovnih in nevrološke motnje.
Da bi preučili, kako ta mehanizem deluje, so znanstveniki najprej vzeli glivo, imenovano C. thermophilum. Nato so identificirali kritično proteinsko molekulo, ki je zanimiva, in proizvedli velike količine tega proteina za strukturno določitev.
Ugotovili so, da je protein v C. thermophilum v bistvu celični dvojček človeškega proteina ABCB7. Protein ABCB7 prenaša železo-žveplove skupke v ljudi, zaradi česar je popoln vzorec za preučevanje izvoza železo-žveplovih grozdov pri ljudeh.
Skupina je nato razvila več strukturnih modelov, ki opisujejo pot, ki jo uporabljajo mitohondriji za izvoz kofaktorjev železa v različne dele telesa z uporabo kombinacije krioelektronskega slikanja in računalniškega modeliranja.
Cowan je dejal, "Čeprav so ugotovitve bistvenega pomena za učenje več o osnovnih gradnikih celične biokemije, sem navdušen nad tem, kako bi lahko njihovo odkritje kasneje napredovalo v medicini in terapevtiki."
»Razumevanje, kako se ti kofaktorji sestavljajo in premikajo v človeških celicah, lahko postavi temelje za določanje, kako preprečiti ali ublažiti simptome določenih bolezni. To temeljno znanje lahko uporabimo tudi kot osnovo za druge napredke pri razumevanju celične kemije.«
Referenca dnevnika:
- Ping Li et al., Structures of Atm1 zagotavljajo vpogled v izvoz grozdov [2Fe-2S] iz mitohondrijev, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-32006-8
