Как производное витамина B накапливается в митохондриях

от

Молекула, которую наш организм производит из витамина B₅, имеет решающее значение для всех метаболических процессов, необходимых для жизни человека. Когда что-то идёт не так в производстве этой молекулы, это влияет почти на все системы органов в нашем теле и вызывает ряд заболеваний.

Исследователи обнаружили, что до 95% этой молекулы, называемой коферментом А (CoA), находится внутри митохондрий — органелл, которые обеспечивают клеточную энергию и регулируют клеточный метаболизм. Однако до сих пор было неясно, как CoA попадает туда.

В статье, опубликованной в журнале Nature Metabolism, исследователи из Йельского университета раскрыли механизм транспортировки CoA в митохондрии.

Эта информация, по словам исследователей, важна для будущих размышлений о том, когда и где назначать лечение заболеваний, в которых участвует CoA.

Одной из причин, по которой было трудно определить, как CoA попадает в митохондрии, является то, что CoA не существует сам по себе. Как кофермент он присоединяется ко многим другим молекулам, и в связанном виде образующиеся молекулы — конъюгаты CoA — имеют совершенно другие структуры.

«Это затрудняет изучение CoA и формирование целостного представления о нём», — говорит старший автор исследования Хонгинг Шен, доктор философии, доцент кафедры клеточной и молекулярной физиологии в Йельской школе медицины и член Института системной биологии в Йельском Западном кампусе.

Чтобы решить эту задачу, лаборатория Шен разработала новый метод для профилирования всех различных конъюгатов CoA, используя свой опыт в масс-спектрометрии — методе, который может идентифицировать и количественно определять различные молекулы.

С помощью этого нового подхода исследователи смогли идентифицировать 33 различных конъюгата CoA в целых клетках, а также 23 конъюгата CoA в митохондриях.

Затем встал вопрос, были ли конъюгаты CoA в митохондриях созданы там или доставлены откуда-то ещё.

В дополнительных экспериментах исследователи обнаружили, что фермент, необходимый для производства CoA, в основном существует вне митохондрий. Кроме того, когда они создали клетки, лишённые молекулярных транспортеров, которые могут перемещать CoA, в митохондриях было гораздо меньше CoA.

«Эти результаты убедительно подтверждают идею о том, что CoA импортируется в митохондрии, и для этого необходимы эти транспортеры», — говорит Шен.

Это исследование углубляет фундаментальное понимание CoA и того, как он попадает туда, где должен выполнять свои функции. Это, в свою очередь, проливает свет на то, как нарушения этого процесса могут способствовать развитию заболеваний.

Например, мутации в генах, которые производят транспортеры CoA, связаны с такими заболеваниями, как энцефаломиопатии, которые могут включать задержку нейроразвития, эпилепсию и снижение мышечного тонуса. Мутации в ферментах, которые производят CoA, были вовлечены в нейродегенерацию.

В дальнейшем Шен и её лаборатория изучают, какую роль регуляция CoA в митохондриях играет в специализированных типах клеток, таких как нейроны, и как нарушение регуляции может способствовать развитию заболеваний.

«В контексте заболеваний головного мозга, таких как нейродегенерация и психические расстройства, появляется идея о том, что нарушение регуляции митохондриального метаболизма является одним из факторов», — говорит Шен. Она отмечает, что её интерес к микроэлементам, таким как витамин B₅, является частью долгой истории Йеля в области метаболизма, уходящей корнями более чем на столетие назад, к Лафайету Менделю, доктору философии, бывшему профессору физиологической химии, чьи открытия включали витамин А и комплекс витаминов B в середине 1910-х годов.

«Мы надеемся внести свой вклад в это наследие, и, опираясь на наше глубокое понимание клеточного метаболизма, мы надеемся, что сможем предложить новые направления для диагностики и, возможно, лечения этих заболеваний в будущем».

Предоставлено Йельской школой медицины.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте