Как кардиолипин помогает создавать клеточную энергию

Исследователи из Johns Hopkins Medicine на модели дрожжей выяснили, как жировое соединение кардиолипин помогает создавать клеточную энергию. Результаты, опубликованные 28 августа 2020 года в Science Advances, могут пролить свет на такие состояния, как болезни сердца, диабет и синдром Барта — редкое генетическое заболевание, ослабляющее сердце.

Роль кардиолипина в митохондриях

Кардиолипин находится почти в каждой клетке тела, в мембранах митохондрий. Он помогает стабилизировать структуры внутри этих мембран, которые производят аденозинтрифосфат (АТФ) — молекулу, питающую клеточный метаболизм.

Взаимодействие с транспортным белком Aac2

Внутри мембраны находится транспортный белок Aac2, который переносит строительные блоки АТФ в митохондрии и выводит готовый АТФ в клетку. Исследование показало:

• Три участка связывания кардиолипина на Aac2 помогают белку сохранять правильную форму для транспорта АТФ.
• Дрожжевые клетки, лишённые кардиолипина, производили клеточную энергию менее эффективно, чем клетки с нормальным уровнем этого соединения.

Связь с дыхательными суперкомплексами

Эксперименты также показали, что связь между Aac2 и остальной линией производства АТФ — дыхательными суперкомплексами — также зависит от присутствия кардиолипина.

Эволюционное значение и медицинский вывод

Учёные предполагают, что взаимодействия кардиолипина с белками в митохондриальных мембранах эволюционировали для оптимизации производства энергии. Это может происходить путём соединения Aac2 с дыхательными суперкомплексами или защиты мембранных белков от смещения. Результаты указывают, что изменения в структуре или производстве кардиолипина могут быть связаны с болезнями. «Возможно, нам нужно внимательнее изучить структуру или производство кардиолипина при заболеваниях, где замешан его метаболизм», — говорит профессор Стивен Клейпул. Его команда разрабатывает новые инструменты для анализа жиров в митохондриальных мембранах, чтобы изучать взаимодействия белок-кардиолипин.