В каждой эукариотической клетке есть крошечные «электростанции», известные как митохондрии, ответственные за выработку универсальной энергетической молекулы АТФ. Чтобы выполнять эту роль, митохондрии должны поддерживать пространственную организацию мембранных белков, которые управляют различными стадиями образования АТФ.
Во время клеточного распада сахаров высвобождается энергия, которая впоследствии используется в митохондриях для создания АТФ. Этот процесс центрально зависит от четырех мембранных белковых комплексов, обозначенных как комплексы I, II, III и IV. В совокупности эти комплексы создают градиент энергии, который используется комплексом V для синтеза АТФ. Эти молекулы АТФ затем подпитывают широкий спектр реакций в клетках, процесс, критически важный для поддержания жизни.
Общеизвестно, что дыхательные комплексы I, III и IV взаимодействуют друг с другом и образуют так называемые дыхательные суперкомплексы, что оптимизирует взаимодействие между комплексами. До сих пор исследователи не наблюдали, чтобы комплекс II входил в состав суперкомплексов. В митохондриях млекопитающих суперкомплексы пространственно отделены в мембране от комплекса V, где суперкомплексы находятся только в участках мембраны без кривизны. Однако существуют одноклеточные эукариотические организмы, такие как Tetrahymena thermophila, чьи митохондрии содержат только мембраны с кривизной, и поэтому остается важным вопросом, где в этих мембранных системах находятся суперкомплексы.
Теперь международная группа исследователей при участии постдока Расмуса Кока Флайгаарда из отдела молекулярной биологии и генетики Орхусского университета ответила на ряд ключевых вопросов, касающихся суперкомплексов из Tetrahymena.
«Впервые мы показали, что комплекс II также может быть частью суперкомплекса, что демонстрирует невероятную оптимизацию процесса образования АТФ», — говорит Расмус Кок Флайгаард. «Более того, с нашей структурой мы видим, что суперкомплексы не следуют простому плану строительства, а наоборот, есть удивительное разнообразие, которое ранее не считалось возможным».
Эта вариация в структуре суперкомплекса также играет центральную роль в вопросе о его существовании в искривленных мембранах, и Расмус Кок Флайгаард продолжает:
«Суперкомплекс из Tetrahymena был перестроен и дополнен бесчисленными белками и дополнительными доменами, которые в целом придают суперкомплексу изогнутую архитектуру, так что он полностью адаптирован и разработан для существования в изогнутых мембранах. Это невероятный пример того, как природа способна адаптировать консервативные белковые комплексы к новым условиям для поддержания функций. Теперь мы исследовали белковую структуру мембран одного организма и сделали совершенно новые открытия. Существует так много других одноклеточных эукариотических организмов, которые также ждут описания, чтобы мы могли представить более детальную картину того, как жизнь развивалась и адаптировалась».
No comments:
Post a Comment