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改变线粒体钙门户的构成有助于与能源需求的组织输出的能量

 其实我是C 2017-03-08

心跳开始大量的钙进入心肌细胞随后爆发的能量来自线粒体的存在。这两个事件发生的每次跳动。然而,这些事件并不局限于心脏细胞,事实上在许多其他器官的细胞发生。一个基本问题,研究人员询问如何不同类型的钙摄入可以链接到不同的能源需求,例如,一个不断跳动的心脏细胞与肝细胞钙信号接收不正常。

现在,托马斯.的研究人员已经证明,线粒体钙门组成(蛋白质调节时,多少钙进入)是不同的身体器官,这种差异可以通过解码的线粒体的细胞内钙振荡的振幅和/或频率模式调整能量输出。结果,发表在3月7日的期刊细胞报告,有助于我们的器官健康和疾病的基本认识。

“线粒体有调整能源生产满足组织代谢的需要,无论是在心脏,肝脏,或肌肉,”Gyorgy Hajnoczky说,M.D.的Raphael Rubin,博士,教授,病理学教授,在杰佛逊mitocare中心主任和托马斯.解剖学与细胞生物学。

Hajnoczky博士和他的同事Gyorgy Csordas,M.D.和Erin Seifert,博士,在mitocare中心教师,看着在小鼠三种组织类型的线粒体钙门组成:心脏、肝脏和骨骼肌中,发现的主要通道蛋白,称为单片机的比率,和调节蛋白,叫做MICU1,穿过组织类型多样。他们和其他人曾表明,MICU1是钙敏感总开关,密封通道直到达到阈值并加快其激活。

引人注目的是,该团队发现,肝含有高量的调节蛋白与通道蛋白的量,而心有调节蛋白的比例很低。这意味着肝细胞线粒体钙通道,更可能是调节器的控制下,而心脏细胞线粒体钙通道不谨慎。

怎么可能改变门“看守”或调节影响线粒体的能量生产水平?调节蛋白MICU1,设置门槛必须积累多少钙通道打开之前。但一旦打开,MICU1也有助于通过通道促进钙的流。这组新的研究表明,在心脏细胞的线粒体,有较少的MICU1器相对于通道蛋白产生的高频信号进入线粒体钙的机会和刺激为能源生产保持心脏持续跳动。相比之下,在肝脏的慢钙振荡服从主开关从而提高传输和解码每个个体的线粒体钙尖峰。这也意味着,在线粒体需要达到一个更高的水平进入到线粒体的钙,即肝线粒体,与心脏线粒体,更能识别它们是否增加能源生产的钙反应。

如果要测试心脏线粒体可以作为判别肝线粒体,研究人员在小鼠实验处理产生更多的在他们的心脏细胞调节蛋白MICU1。因此,心脏变弱,并有更多的心脏衰竭的特点。这表明,在心脏具有相对没有防备的线粒体钙通道对心脏的正常运行是至关重要的,而这可能是因为没有防备的通道允许足够的钙摄取进入线粒体能源生产与能源的心需要。

“这是一个诱人的怀疑是否老化或心脏衰竭的可能是其钙单向转运体蛋白[门户]也失败,导致线粒体功能慢一点,它是无法跟上的能源需求,”第一作者Melanie Paillard,Ph.D.,谁完成了研究,在Hajnoczky博士的实验室的博士后研究员,目前在卡门实验室,在里昂队5-cardioprotection,法国。

有趣的是,在先前发表的研究由同一组,当研究者进行反向实验--减少肝细胞调节蛋白,它通常有较高的水平,肝细胞变得更加心如。打开和创建一个钙尖峰的门槛较低,这意味着肝线粒体暴露于更多的钙比正常。”作为一个结果,”Hajnoczky博士说“肝脏更容易受到损伤,损伤的线粒体因为接触到太多的能量。”

“这些研究让我们了解基本的生理学和如何将这些蛋白质水平的球员可能参与正常和疾病状态,”Hajnoczky博士说。”未来的工作将进一步深入研究这些线粒体蛋白质的变化是如何影响疾病。”

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