Два привратника для одних ворот: Penn Study раскрывает тайну баланса кальция в электростанциях клетки
Добавить в закладки
Статьи

Два привратника для одних ворот: Penn Study раскрывает тайну баланса кальция в электростанциях клетки

Исследователи из Медицинской школы Перельмана в Университете Пенсильвании разрешили многолетнюю загадку того, как электростанция клетки и ее энергетическая валюта потока ионов кальция поддерживается в различных физиологических условиях .

Концентрация ионов кальция в митохондриях регулирует активность основного пути притока кальция в митохондрии, что измеряется физиологией патч-зажима.

Предоставлено: лаборатория Кевина Фоскетта, доктора философии, Медицинская школа Перельмана, Пенсильванский университет.

Ссылки по теме
Медицинский факультет Перельмана при Пенсильванском университете

Система здравоохранения Пенсильванского университета

Команда, возглавляемая Кевином Фоскеттом, доктором философии , заведующим кафедрой физиологии, определила новый регуляторный механизм, который регулирует уровни кальция внутри клеток. Без этого физиологического механизма уровень кальция может бесконтрольно увеличиваться, что способствует развитию различных нейродегенеративных, метаболических и сердечно-сосудистых заболеваний.

Результаты, опубликованные в начале этого месяца в журнале Cell Reports , добавляют новые важные сведения о механизме входа кальция в силовую единицу клетки, называемую митохондриями, и могут помочь ученым лучше понять и нацелить новые идентифицированные молекулярные компоненты, которые регулируют поток кальция.

«Понимание молекулярных механизмов, с помощью которых регулируются уровни кальция в митохондриях, может иметь важное значение для разработки терапевтических целей для различных заболеваний, включая диабет, инсульт, рак и возрастные неврологические заболевания, связанные с митохондриальной дисфункцией», — сказал Фоскетт. .
Митохондрии состоят из двух мембран. Внешняя мембрана покрывает этот клеточный компонент, как кожу, а внутренняя мембрана многократно складывается, создавая слои, увеличивающие площадь поверхности для химических реакций, которые производят молекулы энергии тела. Нарушения митохондрий могут нарушить производство энергии, по сути, как отключение электричества или отключение электричества.

Кальций — важный химический посредник, который регулирует различные клеточные процессы. Когда уровень кальция в клетке повышается во время передачи сигналов, митохондрии быстро поглощают его через белковый комплекс, называемый митохондриальным унипортером кальция (MCU). MCU — это ионный канал, который регулирует поглощение ионов кальция. Поддержание правильного уровня кальция в митохондриях и за их пределами важно, потому что он необходим для выработки клеточной энергии, но перегрузка может привести к гибели клеток.

Хория Вайс, доктор философии , старший научный сотрудник лаборатории Фоскетта, измерил токи ионов кальция, протекающие через MCU. Он обнаружил, что концентрация кальция в матриксе митохондрий сильно регулирует активность MCU. Матрикс содержит ферменты, нити ДНК, кристаллы белка, гликоген и липид и занимает внутреннее пространство внутри митохондрий.
Этот механизм обеспечивает низкую активность MCU, предотвращая перегрузку кальцием внутри митохондрий. Этот тормоз контроля ворот может быть преодолен за счет более высоких концентраций кальция в матриксе во время передачи клеточных сигналов.
В 2012 году группа Фоскетта и сотрудники Университета Темпл в своем плодотворном исследовании, опубликованном в Cell , установили, что митохондриальный белок MICU1 необходим для установки надлежащего уровня поглощения кальция в нормальных условиях. Однако текущее исследование показало, что MICU1 локализуется не в матриксе, а в межмембранном пространстве.

Авторы установили, что один конец ассоциированной с MCU мембраны, названный EMRE, находится в митохондриальном матриксе и содержит кислые аминокислоты, напоминающие кальций-чувствительные области других ионных каналов. Нейтрализация этих областей полностью отменила регуляцию кальция, и митохондрии стали перегружены кальцием.

Исходя из этого, команда обнаружила, что EMRE-зависимая регуляция кальция в матрице MCU требует, чтобы MICU1, MICU2 и кальций на другой стороне внутренней мембраны работали должным образом. EMRE соединяет датчики кальция на обеих сторонах внутренней мембраны, чтобы регулировать активность MCU и степень митохондриального потока кальция.




Добавить в избранное Версия для печати
Поделитесь:
Автор: admin
Опубликовано: 28.01.2021

Adblock
detector
  X