С помощью метода криоэлектронной микроскопии исследователи в мельчайших деталях пронаблюдали, как образуется суперкомплекс CIII2CIV, который играет ключевую роль в синтезе АТФ. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Для выполнения многочисленных задач клеткам необходима энергия. В митохондриях, которые играют роль энергетических установок клетки, энергия преобразуется в молекулы АТФ. Они служат своего рода топливом, управляющим большинством клеточных процессов — от сокращения мышц до сборки нашей ДНК. Теперь же ученые показали, как белковая сборка, необходимая для создания молекулы АТФ, выглядит в клетках. млекопитающих.
В новом исследовании авторы использовали метод криоэлектронной микроскопии. Этот способ позволяет рассматривать чрезвычайно маленькие образцы в их естественном состоянии. С его помощью исследователям удалось показать точную структуру так называемого суперкомплекса CIII2CIV. Эта структура перекачивает заряженные частицы — протоны — через мембрану митохондрий. Этот процесс необходим для запуска процесса преобразования энергии. Образно говоря, он выполняет ту же задачу, что и стартерная батарея автомобилей. До сих пор этот суперкомплекс был описан только в клетках растений и дрожжей, где, как теперь выяснилось, он принимает совершенно иную форму. Чтобы понять, как именно работает выработка энергии в клетках животных, подобных нашей, исследователи внимательно изучили клетки мышей и овец.
Предыдущие исследования уже показывали, что молекула SCAF1 играет роль в сборке двух белковых комплексов, которые вместе образуют суперкомплекс CIII2CIV. Молекула проникает глубоко внутрь комплекса III, будучи присоединенной к комплексу IV. Кроме того, CIII2CIV принимает две разные формы — закрытую и открытую. «В закрытом состоянии некоторые части комплекса все еще отсутствуют, и взаимодействие между двумя комплексами очень тесное», — предполагает Леонид Сазанов, профессор из Австрийского института науки и технологий. Однако после полной сборки два комплекса соединяются с помощью SCAF1, не мешая друг другу.
Будучи собранными в суперкомплекс, они ускоряют свои химические реакции, что имеет большие преимущества для животного. Ученые показали, что мыши и рыбки данио, у которых отсутствует молекула SCAF1, значительно меньше по размерам, хуже приспосабливаются и менее фертильны. В перспективе результаты исследования закладывают основу для лечения митохондриальных заболеваний.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
