Экспериментальная модель для изучения влияния протеасомы на функцию митохондрий

Исследование Центра редокс-процессов в биомедицине (Redoxoma) под руководством Марилены Демаси из Института Бутантан (Сан-Паулу, Бразилия) представляет новую ценную экспериментальную модель для изучения взаимодействия протеасомы и функции митохондрий.

В эукариотических клетках протеасома — это белковый комплекс, ответственный за удаление повреждённых и нефункциональных белков, помогая поддерживать клеточный баланс.

Исследование, опубликованное в журнале Archives of Biochemistry and Biophysics, показало, что протеасома и митохондрии тесно связаны. Протеасома участвует в контроле качества белков, предназначенных для митохондрий, а митохондриальный метаболизм влияет на эффективность деградации белков.

Учёные из Redoxoma (Исследовательского центра FAPESP на базе Института химии Университета Сан-Паулу) сосредоточились на эффектах дисфункции протеасомы у мутантного штамма дрожжей Saccharomyces cerevisiae C76S.

Исследование выявило, что дефицит этой системы приводит к увеличению окислительного стресса в митохондриях. Это проявилось в повышенном выделении перекиси водорода (H₂O₂) и снижении концентрации пероксиредоксина 1 (Prx1) — ключевого фермента в удалении пероксидов. У млекопитающих митохондриальному Prx3 соответствует Prx1 у дрожжей.

"Самое важное в этой работе — мы получили штамм дрожжей, который может служить моделью для исследования дефицита протеасомы в отношении митохондриального метаболизма, — отмечает Демаси. — Такой модели ещё не существовало в литературе".

Сейчас исследователи работают над пониманием причин снижения уровня Prx1 в клетках с нарушенными протеасомами.

"Мы пока не знаем, было ли снижение экспрессии гена Prx1 (что возможно, так как протеасома также играет роль в регуляции транскрипции генов), или белок больше окисляется. Он может гиперокисляться и, как следствие, больше деградировать. Возможно, избыток пероксида способствует его постоянной деградации", — говорит исследователь.

Чтобы ответить на эти вопросы, группа планирует провести сравнительный транскриптомный и протеомный анализ дикого и мутантного штаммов, культивируемых в дыхательных условиях. Цель — утвердить этот штамм в качестве модели для изучения роли убиквитин-протеасомной системы в клеточном метаболизме.