许多使我们活着的过程也使我们处于危险之中。例如,我们细胞中产生能量的化学反应也会产生自由基,即从其他分子中窃取电子的不稳定分子。当产生过量时,自由基会造成附带损害,有可能引发癌症、神经变性或心血管疾病等功能障碍。 细胞通过合成抗氧化剂——中和自由基的化合物来解决这个问题。在一项新的研究中,来自美国洛克菲勒大学的研究人员发现了一种关键转运蛋白,它能将人体的主要抗氧化剂谷胱甘肽(GSH)运送到细胞的线粒体中,因为线粒体中的自由基会大量产生。这一发现为研究氧化应激及其破坏性影响提供了新的可能性。相关研究结果发表在2021年11月4日的Nature期刊上,论文标题为“SLC25A39 is necessary for mitochondrial glutathione import in mammalian cells”。 论文通讯作者、洛克菲勒大学助理教授Kivanç Birsoy说,“随着这种潜在转运蛋白的确定,我们如今可以控制进入线粒体的谷胱甘肽的数量,并专门研究氧化应激的来源。” 转运到线粒体中 为了避免氧化应激,细胞需要适当平衡其线粒体内自由基和抗氧化剂的水平,而线粒体是能量产生的地方。因为谷胱甘肽是在线粒体之外——细胞的细胞膜中产生的,所以这些作者想知道它首先是如何被运送到线粒体中的。 为了阐明这一过程,Birsoy及其团队监测了细胞中响应谷胱甘肽水平的蛋白表达。Birsoy说,“我们假设,谷胱甘肽是由一种转运蛋白转运的,这种转运蛋白的产生受谷胱甘肽的调节。因此,如果我们降低谷胱甘肽的水平,细胞应该通过上调这种转运蛋白进行补偿。” 该分析指出了SLC25A39,这是线粒体膜上的一种蛋白,其功能在此之前尚不清楚。这些作者发现,阻断SLC25A39会减少线粒体内的谷胱甘肽,而不影响它在细胞其他地方的水平。其他实验表明,没有SLC25A39,小鼠无法生存。在经过基因改造为缺乏这种蛋白的动物中,红细胞由于无法将谷胱甘肽带入线粒体而迅速死于氧化应激。 线粒体,图片来自Pixabay/CC0 Public Domain。 鉴定出转运蛋白SLC25A39可能会使人们更好地了解与氧化应激有关的各种疾病途径,包括那些涉及衰老和神经变性的疾病。Birsoy说,“这些疾病有可能通过刺激抗氧化剂运输到线粒体来治疗或预防。” 此外,Birsoy团队如今正在探索SLC25A39是否有希望成为癌症的药物靶点,通过协助诱导肿瘤细胞的致命性氧化应激。Birsoy说,“在癌症中,我们希望防止抗氧化剂进入线粒体,而这种转运蛋白可能是我们实现这一目标的一种方式。” 参考资料: |
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