Πρώτη λεπτομερή ματιά στο πώς ο Molecular Ferris Wheel προσφέρει πρωτόνια σε κυτταρικά εργοστάσια
Μια ομάδα επιστημόνων έχει λάβει την πρώτη λεπτομερή ματιά στο πώς ένας μοριακός τροχός Ferris παραδίδει πρωτόνια σε κυτταρικά εργοστάσια, παρέχοντας νέες γνώσεις για το πώς τα κύτταρα παράγουν ενέργεια.
Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature, επικεντρώνεται σε ένα σύμπλεγμα πρωτεϊνών που ονομάζεται συνθετάση ΑΤΡ, η οποία βρίσκεται στις εσωτερικές μεμβράνες των μιτοχονδρίων, των ισχύος των κυττάρων. Η συνθετάση ΑΤΡ χρησιμοποιεί την ενέργεια από μια κλίση πρωτονίων για να παράγει τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP), το κύριο νόμισμα της κυψέλης.
Το σύμπλοκο συνθετάσης ΑΤΡ αποτελείται από δύο περιστρεφόμενες υπομονάδες, που ονομάζεται υπομονάδες F1 και F0. Η υπομονάδα F1 περιέχει την καταλυτική θέση όπου συντίθεται το ATP, ενώ η υπομονάδα F0 είναι υπεύθυνη για τη δημιουργία της κλίσης πρωτονίων.
Η νέα μελέτη, με επικεφαλής τους επιστήμονες του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας, Berkeley, αποκαλύπτει πώς η υπομονάδα F0 της ATP συνθάσης χρησιμοποιεί μια σειρά θέσεων δέσμευσης πρωτονίων για τη μεταφορά πρωτονίων σε όλη τη μεμβράνη. Τα πρωτόνια συνδέονται με τις θέσεις με συγκεκριμένη σειρά και καθώς περιστρέφεται η υπομονάδα F0, τα πρωτόνια περνούν από τη μία θέση στην άλλη μέχρι να φτάσουν στην καταλυτική θέση στην υπομονάδα F1.
Αυτή η διαδικασία είναι παρόμοια με τον τρόπο που ένας τροχός Ferris μεταφέρει ανθρώπους από το ένα μέρος στο άλλο. Τα πρωτόνια συνδέονται με τους χώρους δέσμευσης πρωτονίων, όπως οι άνθρωποι, συνδέονται με τα καθίσματα ενός τροχού Ferris. Καθώς ο τροχός του Ferris περιστρέφεται, οι άνθρωποι μεταφέρονται στην κορυφή του τροχού, όπου μπορούν να αποβιβαστούν.
Στην περίπτωση της συνθετάσης ΑΤΡ, τα πρωτόνια μεταφέρονται στην καταλυτική θέση, όπου χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ΑΤΡ. Αυτή η διαδικασία είναι απαραίτητη για την επιβίωση του κυττάρου, καθώς το ΑΤΡ απαιτείται για μια ποικιλία κυτταρικών λειτουργιών, συμπεριλαμβανομένης της κυτταρικής ανάπτυξης, της κίνησης και του μεταβολισμού.
Η νέα μελέτη παρέχει μια λεπτομερή κατανόηση του τρόπου με τον οποίο λειτουργεί η συνθετάση ΑΤΡ και θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων φαρμάκων που στοχεύουν σε αυτό το σύμπλεγμα. Τέτοια φάρμακα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη θεραπεία ποικίλων ασθενειών, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου και των καρδιακών παθήσεων.
"Αυτή η έρευνα είναι μια σημαντική ανακάλυψη στην κατανόησή μας για το πώς τα κύτταρα παράγουν ενέργεια", δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας της μελέτης Dr. John Walker, καθηγητής μοριακής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Berkeley. "Οι γνώσεις που αποκτήθηκαν από αυτή τη μελέτη θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην ανάπτυξη νέων θεραπειών για μια ποικιλία ασθενειών".
