Forskare har identifierat proteinet som bär koppar till mitokondrier, där koppar krävs för att cellens energiomvandlingsmaskiner ska fungera. Upptäckten, publicerad i 9 februari -numret av Journal of Biological Chemistry , fyller i en pusselbit om hur koppar distribueras och används i cellen.
Människor förvärvar koppar i spårmängder från mat. Trots dess låga nivåer, koppar är avgörande för att många viktiga enzymer ska fungera, till exempel några av de som är involverade i syntetisering av kollagen och signalsubstanser. I synnerhet, koppar krävs för att bygga cytokrom c -oxidas, känd som COX, ett stort proteinkomplex i mitokondrier som utgör det sista steget i elektrontransportkedjan, som skördar energi för produktion av ATP, cellens energivaluta.
Paul Cobine från Auburn University och hans samarbetspartner Scot Leary vid University of Saskatchewan har arbetat i mer än 10 år med att förstå hur koppar används för att montera COX. En av de grundläggande frågorna var:Hur kommer koppar över membranen i mitokondrier?
"För att få (koppar) till rätt adress (i cellen) utan att störa andra proteiner, eller störa andra mål som har stor chans att binda koppar, är en herculean leveransinsats, "Cobine sa." Det här liknar att hitta vägen till en utgång i en fullsatt bar utan att röra de andra människorna eller bli omdirigerad. Efter att du har hittat utgången måste du se till att du går in genom den högra dörren. "
I det nya papperet forskarna använde flera bevislinjer för att komma fram till ett svar:Koppar transporteras inom mitokondrier av ett protein som kallas SLC25A3. Denna upptäckt var överraskande eftersom SLC25A3 redan var känt för att transportera fosfat, en negativt laddad jon, medan kopparjoner bär en positiv laddning. Forskarna spekulerar i att kopparjoner kan behöva binda till en annan partner, bildar ett negativt laddat komplex, för att SLC25A3 ska kunna transportera den. Hur transportören skiljer mellan sina mycket olika typer av gods är nästa fråga forskarna vill ta upp.
Tidigare kända mutationer i genen som kodar för SLC25A3 är ansvariga för dåligt förstådda genetiska störningar som involverar dysfunktionella hjärt- och muskelfibrer, vilket leder till förstorade hjärtan och låg muskeltonus. Eftersom dessa vävnader kräver stora mängder energi, det verkar troligt att symptomen som dessa patienter upplever kan relateras till otillräcklig koppartransport i mitokondrier.
"(Dessa symtom) låter alla som att de kan vara relaterade till både ATP -produktion och cytokrom c -oxidas, "Sa Cobine.
Med upptäckten av koppartransportvägen inom mitokondrier, hälsoeffekterna av koppar kan studeras mer detaljerat eftersom forskare kommer att kunna skilja effekterna av koppar på COX från de andra vägar som det är involverat i.
"Om vi inte hanterar koppar ordentligt under hela vårt liv, vad är de metabola sjukdomarna som (kan) komma upp? "frågar Cobine." Nu har vi förmågan att titta på vad som händer när du förlorar mitokondriellt koppar i olika (utvecklings) stadier. "
