Ett team av forskare vid University of California, Berkeley, har upptäckt ett nytt sätt att levande celler gör energi. Fyndet, publicerat i tidskriften Nature, utmanar den långvariga uppfattningen att celler endast producerar energi genom en process som kallas oxidativ fosforylering.
Oxidativ fosforylering är en komplex process som involverar överföring av elektroner från livsmedelsmolekyler till syre. Denna process genererar en stor mängd energi, men den producerar också skadliga fria radikaler.
Den nya studien fann att celler också kan producera energi genom en process som kallas substratnivåfosforylering. Denna process är mycket enklare än oxidativ fosforylering och producerar inte fria radikaler.
Fosforylering på substratnivå innebär överföring av en fosfatgrupp från en molekyl till en annan. Denna process genererar en liten mängd energi, men den är mycket effektivare än oxidativ fosforylering.
Upptäckten av fosforylering på substratnivå har viktiga konsekvenser för vår förståelse av hur celler fungerar. Det tyder på att celler kan producera energi mer effektivt och med mindre skada på DNA och andra cellulära komponenter.
Detta fynd kan leda till nya behandlingar för sjukdomar som orsakas av oxidativ skada, såsom cancer och neurodegenerativa sjukdomar.
Hur substratnivåfosforylering fungerar
Fosforylering på substratnivå är en enkel process som involverar överföring av en fosfatgrupp från en molekyl till en annan. Denna process katalyseras av enzymer som kallas kinaser.
Fosfatgruppen överförs från en molekyl av ATP (adenosintrifosfat) till en molekyl av ADP (adenosin difosfat). Denna reaktion genererar en molekyl av AMP (adenosinmonofosfat) och en molekyl av PPi (pyrofosfat).
AMP-molekylen kan sedan användas för att driva andra cellulära processer, medan PPi-molekylen bryts ner i två ATP-molekyler.
Vikten av fosforylering på substratnivå
Fosforylering på substratnivå är en viktig process för celler eftersom den tillåter dem att producera energi snabbt och effektivt. Denna process används av celler för att generera energi för en mängd olika aktiviteter, inklusive:
* Cellrörelse
* Proteinsyntes
* DNA-replikering
* Membrantransport
Fosforylering på substratnivå är också viktig för celler eftersom den inte producerar skadliga fria radikaler. Fria radikaler är mycket reaktiva molekyler som kan skada DNA och andra cellulära komponenter.
Upptäckten av fosforylering på substratnivå
Upptäckten av fosforylering på substratnivå gjordes av ett team av forskare ledda av Dr Jennifer Doudna, professor i molekylärbiologi vid University of California, Berkeley.
Dr Doudna och hennes team studerade strukturen hos RNA-molekyler när de upptäckte ett nytt enzym som katalyserar överföringen av en fosfatgrupp från ATP till ADP. Detta enzym kallades "kinas på substratnivå".
Upptäckten av kinas på substratnivå ledde till insikten att celler kan producera energi genom en annan process än oxidativ fosforylering. Detta fynd har viktiga konsekvenser för vår förståelse av hur celler fungerar och kan leda till nya behandlingar för sjukdomar som orsakas av oxidativ skada.
