Кофермент А играет ведущую роль в функции оксида азота, столь важной для клеточного метаболизма
Исследователи из Case Western Reserve и Медицинского центра Университетских больниц (UH) обнаружили, что молекула кофермента А играет ключевую роль в клеточном метаболизме, регулируя действие оксида азота. Клеточный метаболизм — это непрерывный процесс химических превращений в клетках организма, поддерживающий жизнь, а его нарушения — частая причина заболеваний человека, включая рак и болезни сердца. Результаты о механизмах действия кофермента А, а также об открытии нового класса ферментов, регулирующих реакции на его основе, опубликованы 15 декабря в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
«Управляющая роль кофермента А в функции оксида азота была совершенно неизвестна и неожиданна до этого исследования», — заявил старший автор Джонатан Стамлер, профессор медицины.
Кофермент А запускает процесс нитрозилирования белков, который высвобождает оксид азота для изменения формы и функции белков внутри клеток и, как следствие, поведения клеток. Цель такого воздействия — адаптировать действия клеток к постоянно меняющимся потребностям метаболизма организма.
Кроме того, исследователи идентифицировали сотни белков, регулируемых нитрозилированием, управляемым коферментом А. Многие из новых мишеней нитрозилирования влияют на выработку клеточной энергии. Поскольку сам кофермент А служит источником энергии для клеток, авторы пришли к выводу, что нитрозилирование может влиять на основные строительные блоки клеток, такие как жиры и сахара.
«Мы обнаружили новые ферменты, которые регулируют нитрозилирование с помощью кофермента А», — сказал Стамлер. — «Мы знаем, что аномальное нитрозилирование белков является частой причиной или способствующим фактором болезни. Мы предполагаем, что эти новые ферменты могут играть в этом роль».
В ходе исследования учёные изучали дрожжи и открыли не только роль кофермента А, но и новый класс ферментов, контролирующих его способность нитрозилировать белки. Эти вновь обнаруженные ферменты оказывают глубокое влияние на клеточный метаболизм, особенно на синтез стеролов (холестерина), регулируя сигнальный механизм метаболизма и нитрозилирования белков. Изменения уровня холестерина — частая причина атеросклероза и болезни Альцгеймера.
«Этот новый класс ферментов присутствует в каждой живой клетке, и он управляет метаболическими сигнальными молекулами и регулирует клеточный метаболизм у организмов от бактерий до человека», — отметил Стамлер.
Следующими шагами будет работа по определению конкретных функций каждого фермента в открытом классе.
Эти фундаментальные открытия нового класса ферментов и функции кофермента А могут открыть новое направление научных исследований и заложить основу для разработки новых терапевтических подходов для пациентов с сердечными и другими заболеваниями.
«Наши выводы об этих механизмах клеточного метаболизма обещают новое понимание здоровья и болезни», — заключил Стамлер.