Первое описание белкового комплекса, необходимого для правильной работы клетки
Исследователи из Института науки и технологий (IST) Австрии впервые показали структуру белкового комплекса, необходимого для работы митохондрий — «электростанций» клетки. Результаты опубликованы в журнале Nature.
Ключевая роль в производстве энергии
В митохондриях энергия пищи преобразуется в молекулу АТФ — «топливо» для большинства клеточных процессов. Профессор Леонид Сазонов и Ирэн Верчеллино впервые с высокой точностью показали структуру суперкомплекса CIII2CIV, необходимого для этого процесса в клетках млекопитающих.
Неожиданная структура «крючка»
С помощью криоэлектронной микроскопии ученые исследовали клетки мышей и овец. Они обнаружили, что суперкомплекс CIII2CIV у млекопитающих имеет иную форму, чем у растений и дрожжей.
Ключевую роль в сборке суперкомплекса играет молекула SCAF1. Она не просто соединяет два белковых комплекса на поверхности, а глубоко проникает внутрь комплекса III, оставаясь прикрепленной к комплексу IV. «Это как крючок, проглоченный рыбой. Раз проглочен — он не может выйти наружу», — объясняет Леонид Сазонов.
Две формы и биологическая важность
Ученые показали, что суперкомплекс CIII2CIV существует в двух формах: «закрытой» (незрелой) и «открытой» (зрелой). В зрелой форме комплексы соединены молекулой SCAF1, но не мешают движению друг друга.
Объединение в суперкомплекс ускоряет химические реакции, что критически важно для организма. Мыши и рыбки данио, лишенные молекулы SCAF1, значительно мельче, менее выносливы и менее плодовиты.
Значение для медицины
Это исследование описывает последний недостающий элемент: вместе с предыдущими работами команда Сазонова определила структуры всех суперкомплексов в митохондриях млекопитающих. Эта работа закладывает основу для разработки новых методов лечения митохондриальных заболеваний.