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抗氧化剂谷胱甘肽如何保持线粒体健康

本站发布时间:2023-11-20 11:50:27

如果有一个快递员在你的前台没有通知你,你可能在这里不知道一个红细胞正在等待有效的免疫反应我对细胞壁外营养物质的存在感到警觉,因为转运蛋白可以使细胞内充满水分

我们所发现的大量营养感知机制已经对人类健康产生了影响一个最好的例子是发现了胆固醇的营养感应机制,这导致了拯救生命的他汀类药物的开发(以及诺贝尔奖)

这些数据确实集中在最近检测到的样本中但在任何人的细胞中,膜结合或细胞,所有细胞都同样需要燃料来发挥重要功能那么,他们有自己的营养传感器吗

如发表在科学,Kı;vanccedil;Birsoy和他的同事在Rockefeller的代谢调节和遗传学实验室发现了第一个norganelle的传感器,特别是线粒体,细胞的能量中心这种传感器是一种具有三重功能的蛋白质:它感知、调节并将抗氧化剂谷胱甘肽传递到线粒体中,在线粒体中,它扮演着记录胆固醇摄入、降低氧化反应和保持适当铁水平的角色

“我相信他们会找到更多的水果,”比尔索伊说“每次人们研究营养素时,我们都会学习生物学,并因此开发出任何药物。”

抗氧化能力

谷胱甘肽是一种抗氧化剂,通过发挥重要作用的身体产生,包括中和不稳定的氧分子自由基,这会导致DNA和细胞的损伤它还有助于修复细胞损伤,调节细胞增殖,以及与衰老、神经退行性变和癌症相关的细胞损失因此,谷胱甘肽的补充会越来越容易引起肥胖

抗氧化剂特别能抑制线粒体,如果没有它,线粒体就无法发挥作用Birsoy指出:“在海盗活动中,线粒体会产生能量。”“但线粒体可能是应激的来源”,这与癌症、糖尿病、代谢紊乱、心脏病和肺病等有关如果谷胱甘肽水平不能在线粒体中精确维持,所有系统都会失败没有它,我们就无法生存

但直到2021年,当Birsoy和他的团队发现一种名为DLC25A39的转运蛋白递送包裹时,谷胱甘肽实际上是如何被包裹的还不得而知它也似乎是为了调节谷氨酸的含量Birsoy说:“当抗氧化剂含量低时,SLC25A39的水平就会增加,当抗氧化剂含量高时,转运水平就会下降。”

研究结果有力地表明,脑脊髓炎具有某种检测和调节这些波动水平的能力他说:“在某种程度上,线粒体具有大量的抗氧化物,并且依赖于其数量,它调节了抗氧化物的含量。”

独立域

Birsoy解释道,为了找出线粒体是如何做到这一点的,研究人员结合了生物化学研究、计算方法和遗传学屏幕,发现“SLC25A39同时是传感器和转运器”“它有两个完全独立的结构域。一个结构域感知谷胱甘肽,另一个结构区感知谷胱甘肽。”

毕索伊说,蛋白质的独特结构可能解释了它的能力当本实验室的两位测试者和该研究的第一作者刘在AlphaFold蛋白质结构数据库中比较SLC25A39的结构与SL家族中其他转运蛋白的结构时,刘在蛋白质中发现了一个新的提取环当谷胱甘肽从蛋白质中分离出来时,它的转运蛋白仍然是完整的,但没有能力产生谷胱甘肽Birsoy说:“发现这一有趣的循环有助于我们更好地理解和理解这种感应机制。”

钢铁工人

Birsoy说,这项研究推翻了谷胱甘肽是铁的“伴侣”的理论,铁是细胞内几乎所有功能所必需的

他说:“铁不仅是地球上最稳定的物质来源,也是最稳定的金属来源。”Butiron也是高氧化性的;在没有氧气的情况下,它会引发氧化应激反应,造成损害“我们相信,保持谷胱甘肽与铁的结合是非常重要的,因为如果你有一个工具,它会变得非常有反应性,如果你有太多的谷胱甘肽,它们的结合将不可用。”他们的实验确定SLC25A39携带唯一的铁信号来监测谷氨酸感应机制的表面

既然研究人员知道SLC25A39的包裹递送系统是如何运作的,他们就可以对其进行操作实验Birsoy说:“这种特殊的转运蛋白被预先储存在一组癌症中。”“人们试图改变所有的谷胱甘肽水平,但现在我们已经意识到在不影响细胞其他部分的情况下改变线粒体中的谷胱甘肽水平。这种有针对性的治疗方法可能会降低人体内谷胱甘肽水平变化所带来的副作用的数量。我可以利用这一新的理解来翻译这种疾病。”


来源:

Materials provided by
Rockefeller University.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Yuyang Liu, Shanshan Liu, Anju Tomar, Frederick S. Yen, Gokhan Unlu, Nathalie Ropek, Ross A. Weber, Ying Wang, Artem Khan, Mark Gad, Junhui Peng, Erdem Terzi, Hanan Alwaseem, Alexandra E. Pagano, Søren Heissel, Henrik Molina, Benjamin Allwein, Timothy C. Kenny, Richard L. Possemato, Li Zhao, Richard K. Hite, Ekaterina V. Vinogradova, Sheref S. Mansy, Kıvanç Birsoy.
    Autoregulatory control of mitochondrial glutathione homeostasis. Science, 2023; DOI: 10.1126/science.adf4154

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