Мітохондрії беруть участь у збиранні та переміщенні залізо-сірчаних кофакторів. Це деякі з найважливіших сполук в організмі людини. Однак залишається незрозумілим, як саме відбувається процес.
Нове дослідження, проведене Університет штату Огайо пропонує підказки про те, як створюється та переміщується важливий клас молекул Клітини людини. Вчені виявили, що ці кофактори переміщуються за допомогою речовини під назвою глутатіон. Цей антиоксидант допомагає запобігти певним типам пошкоджень клітин, транспортуючи ці важливі кофактори заліза через мембранний бар’єр.
Глутатіон допомагає регулювати метали, такі як залізо, які утворюють еритроцити гемоглобін.
Джеймс Коуен, співавтор дослідження та видатний почесний професор хімії та біохімії в університеті штату Огайо, сказав: «Сполуки заліза є критично важливими для належного функціонування клітинної біохімії, а їх збирання та транспортування є складним процесом. Ми визначили, як певний клас кофакторів заліза переміщується з одного клітинного компартменту в інший за допомогою складного молекулярного механізму, що дозволяє використовувати їх на багатьох етапах клітинної хімії».
Важлива група речовин, які називаються залізо-сірчаними кластерами, виконує кілька метаболічних завдань, таких як допомога в реплікації нашого генетичного матеріалу та передача електронів для виробництва енергії та створення критичних метаболітів у клітині. Однак дисфункція цих кластерів може призвести до поганих речей, що призводить до ризику кількох захворювань, таких як форми анемії, атаксія Фрідрейха (розлад, який спричиняє прогресуюче пошкодження нервової системи), а також безліч інших метаболічних і неврологічні розлади.
Щоб дослідити, як працює цей механізм, вчені спочатку взяли гриб під назвою C. thermophilum. Потім вони визначили важливу білкову молекулу, що представляє інтерес, і виготовили велику кількість цього білка для визначення структури.
Вони виявили, що білок у C. thermophilum по суті є клітинним двійником людського білка ABCB7. Білок ABCB7 переносить залізо-сірчані кластери в організм людей, що робить його ідеальним зразком для вивчення експорту залізо-сірчаних кластерів у людей.
Потім команда розробила кілька структурних моделей, що описують шлях, який використовують мітохондрії для експорту кофакторів заліза в різні частини тіла, використовуючи комбінацію кріоелектронного зображення та комп’ютерного моделювання.
Коуен сказав, «Хоча ці висновки є життєво важливими для того, щоб дізнатися більше про основні будівельні блоки клітинної біохімії, я радий побачити, як їх відкриття може пізніше просунути медицину та терапевтику».
«Розуміння того, як ці кофактори збираються та переміщуються в клітинах людини, може закласти основу для визначення того, як запобігти або полегшити симптоми певних захворювань. Ми також можемо використовувати ці фундаментальні знання як основу для інших досягнень у розумінні клітинної хімії».
Довідка з журналу:
- Ping Li et al., Structures of Atm1, дають уявлення про експорт кластерів [2Fe-2S] з мітохондрій, Природа зв'язку (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-32006-8
