Svovlåndning hos pattedyr

En almindelig svovlmetabolit med antioxidantaktivitet ser ud til at blive dannet ved hjælp af et enzym, der findes i mitokondrier, fremhæve et potentielt forskningsområde for fremtidige behandlinger af forskellige sygdomme.

Forskere har fået ny indsigt i dannelsen af ​​en gruppe af forbindelser, der findes i næsten alle organismer, som angiveligt er vist at være en kraftfuld antioxidant, der beskytter celler mod skader forårsaget af frie radikaler. De fandt ud af, at disse forbindelser også var afgørende for at understøtte mitokondrielt energimetabolisme, som er kendt som svovlåndning, og identificerede det for første gang hos mennesker og andre pattedyr.

Forbindelserne, såsom cysteinhydropersulfid (CysSSH) og andre persulfider, er bredt til stede i cellerne i de fleste organismer, fra encellede til mennesker, og endda i det naturlige miljø og fødevarer. De menes at fungere som en antioxidant, der beskytter celler mod skadelige frie radikaler, som er biprodukter af normal celleaktivitet eller forurenende stoffer, og kan forårsage forskellige sygdomme såsom kræft. Imidlertid, hvordan disse reaktive svovlmolekyler dannes, eller hvilken rolle de spiller nøjagtigt i disse celler, ikke er blevet godt forstået.

Et team af forskere fra Tohoku University, arbejder med kolleger i Japan, Ungarn, Det Forenede Kongerige, og USA, findes på en vej til dannelse af CysSSH inde i celler, offentliggør deres fund i Naturkommunikation . De fandt ud af, at aminosyren L-cystein fungerede som en startblok for syntesen af ​​CysSSH, gennem en reaktion katalyseret af cysteinyl-tRNA-syntetaser (CARS'er), en familie af enzymer, der findes i de fleste pattedyrsceller.

Der er to forskellige typer CARS -enzymer:den ene er til stede i cellens cytoplasma og den anden i mitokondrier. Forskerne inaktiverede gener, der producerer enzymvarianterne i både mus og mennesker. De fandt ud af, at enzymet i mitokondrierne er ansvarligt for at producere størstedelen af ​​CysSSH og andre persulfider.

Efter at enzymet er produceret inde i mitokondrier, den bevæger sig udenfor til cellens cytoplasma, hvor den katalyserer reaktionen, der producerer CysSSH, fandt forskerne. Enzymet inde i mitokondrierne er også ansvarligt for at producere energi og opretholde mitokondrier, som ofte kaldes cellernes kraftcenter.

Ved at identificere de dobbelte roller, som CARS'er spiller, forskerne afslørede deres betydning for antioxidantforsvar og energiproduktion. De tillader en vej inden i cellerne, der understøtter svovlåndning uden behov for ilt. Dette kan muligvis bane vejen for forskning om, hvordan enzymerne kan hjælpe med at behandle sygdomme som følge af en stigning i oxidanter eller gennem mitokondrier dysfunktion, såsom diabetes, kronisk obstruktiv lungesygdom (KOL), åreforkalkning, og hjerte -kar -sygdomme. Dette kan forlænge livet og øge livskvaliteten og kan endda give nye steder til kræftdiagnose, forebyggelse og behandling.