Mitocondriile sunt implicate în asamblarea și mișcarea cofactorilor fier-sulf. Aceștia sunt câțiva dintre compușii esențiali din corpul uman. Cu toate acestea, rămâne neclar cum funcționează exact procesul.
Un nou studiu al Ohio State University oferă indicii despre cum este creată și mutată o clasă importantă de molecule celulele umane. Oamenii de știință au descoperit că acești cofactori sunt mutați cu ajutorul unei substanțe numite glutation. Acest antioxidant ajută la prevenirea anumitor tipuri de leziuni celulare prin transportul acestor cofactori esențiali de fier peste o barieră membranară.
Glutationul ajută la reglarea metalelor precum fierul, pe care celulele roșii din sânge le produc hemoglobină.
James Cowan, un coautor al studiului și un distins profesor universitar emerit în chimie și biochimie la Ohio State, a spus: „Compușii de fier sunt critici pentru buna funcționare a biochimiei celulare, iar asamblarea și transportul lor este un proces complex. Am determinat modul în care o anumită clasă de cofactori de fier este mutată dintr-un compartiment celular în altul folosind mașini moleculare complexe, permițându-le să fie utilizate în mai multe etape ale chimiei celulare.”
Un grup important de substanțe numite grupuri de fier-sulf îndeplinesc mai multe sarcini metabolice, cum ar fi ajutarea la replicarea materialului nostru genetic și transferul de electroni pentru a produce energie și a produce metaboliți critici în celulă. Cu toate acestea, disfuncția acestor grupuri poate face să se întâmple lucruri rele - ducând la riscul apariției mai multor boli, cum ar fi forme de anemie, ataxia lui Friedreich (o tulburare care provoacă leziuni progresive ale sistemului nervos) și o multitudine de alte boli metabolice și tulburări neurologice.
Pentru a studia modul în care funcționează acest mecanism, oamenii de știință au luat mai întâi o ciupercă numită C. thermophilum. Apoi au identificat molecula de proteină critică de interes și au produs cantități mari din acea proteină pentru determinarea structurală.
Ei au descoperit că proteina din C. thermophilum este în esență un geamăn celular al proteinei umane ABCB7. Proteina ABCB7 transferă grupuri de fier-sulf la oameni, făcându-l specimenul perfect pentru a studia exportul de fier-sulf la oameni.
Echipa a dezvoltat apoi mai multe modele structurale care descriu calea folosită de mitocondrii pentru a exporta cofactorii de fier în diferite părți ale corpului, folosind o combinație de imagistica crio-electronică și modelare pe computer.
Cowan a spus, „Deși descoperirile sunt vitale pentru a afla mai multe despre elementele de bază ale biochimiei celulare, sunt încântat să văd cum descoperirea lor ar putea avansa ulterior medicina și terapia.”
„Înțelegerea modului în care acești cofactori sunt asamblați și mutați în celulele umane poate pune bazele pentru a determina modul de prevenire sau atenuare a simptomelor anumitor boli. De asemenea, putem folosi aceste cunoștințe fundamentale ca fundație pentru alte progrese în înțelegerea chimiei celulare.”
Referința jurnalului:
- Ping Li și colab., Structures of Atm1 oferă o perspectivă asupra exportului clusterului [2Fe-2S] din mitocondrii, Natura Comunicaţii (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-32006-8
