En vanlig svavelmetabolit med antioxidant aktivitet verkar bildas med hjälp av ett enzym som finns i mitokondrier, belyser ett potentiellt forskningsområde för framtida behandlingar av olika sjukdomar.

Forskare har fått ny insikt i bildandet av en grupp föreningar som finns i nästan alla organismer, som enligt uppgift har visat sig vara en kraftfull antioxidant som skyddar celler från skador av fria radikaler. De fann att dessa föreningar också var viktiga för att stödja mitokondriell energimetabolism, som kallas svavelandning, och identifierade det för första gången hos människor och andra däggdjur.

Föreningarna, såsom cysteinhydropersulfid (CysSSH) och andra persulfider, finns i stor utsträckning i cellerna hos de flesta organismer, från encelliga till människor, och även i den naturliga miljön och livsmedel. De antas fungera som en antioxidant som skyddar celler från skadliga fria radikaler, som är biprodukter av normal cellaktivitet eller föroreningar, och kan orsaka olika sjukdomar som cancer. Dock, hur dessa reaktiva svavelmolekyler bildas, eller vilken roll de spelar exakt i dessa celler, har inte blivit väl förstådd.

Ett team av forskare från Tohoku University, arbeta med kollegor i Japan, Ungern, Storbritannien, och USA, hemma på en väg för bildandet av CysSSH inuti celler, publicera sina fynd i Naturkommunikation . De fann att aminosyran L-cystein fungerade som ett startskydd för syntesen av CysSSH, genom en reaktion katalyserad av cysteinyl-tRNA-syntetaser (CARS), en familj av enzymer som finns i de flesta däggdjursceller.

Det finns två olika typer av CARS -enzymer:en är närvarande i cellens cytoplasma och den andra inom mitokondrier. Forskarna inaktiverade gener som producerar enzymvarianterna hos både möss och människor. De fann att enzymet i mitokondrier är ansvarigt för att producera majoriteten av CysSSH och andra persulfider.

När enzymet har producerats inuti mitokondrier, den reser utanför till cellens cytoplasma där den katalyserar reaktionen som producerar CysSSH, fann forskarna. Enzymet inuti mitokondrier är också ansvarigt för att producera energi och upprätthålla mitokondrier, som ofta kallas cellernas kraftverk.

Genom att identifiera de dubbla roller som CARS spelar, forskarna avslöjade deras betydelse för antioxidantförsvar och energiproduktion. De tillåter en väg inuti cellerna som stöder svavelandning utan behov av syre. Detta kan möjligen bana väg för forskning om hur enzymerna kan hjälpa till att behandla sjukdomar till följd av en ökning av oxidanter eller genom mitokondri dysfunktion, såsom diabetes, kronisk obstruktiv lungsjukdom (KOL), åderförkalkning, och hjärt -kärlsjukdom. Detta kan förlänga livet och öka livskvaliteten och kan till och med ge nya platser för cancerdiagnos, förebyggande och behandling.