Биологи из Йельского университета установили, каким именно образом кофермент А попадает внутрь митохондрий – энергетических центров клетки. Это вещество, синтезируемое организмом из витамина B5, играет определяющую роль в метаболизме. Несмотря на то что до 95% запасов кофермента сосредоточено в митохондриях, механизм его проникновения через их мембраны долгое время оставался неясным для науки.
Сложность исследования заключалась в том, что кофермент А редко существует в свободном виде. Он постоянно связывается с другими молекулами, образуя конъюгаты с различными химическими структурами. Для решения этой проблемы научная группа под руководством доцента Хунъин Шэнь применила метод масс-спектрометрии. Это позволило с высокой точностью идентифицировать 33 типа соединений кофермента во всей клетке и 23 типа непосредственно внутри митохондрий.
Экспериментальным путем было доказано, что кофермент А импортируется в митохондрии извне. Ученые обнаружили, что основные ферменты, необходимые для его производства, находятся вне этих органелл. При искусственном блокировании белков-транспортеров концентрация вещества внутри митохондрий резко снижалась, что подтвердило их ключевую роль в процессе жизнеобеспечения клетки.
Результаты работы, опубликованные в журнале Nature Metabolism, имеют фундаментальное значение для медицины. Нарушения в системе транспортировки этого вещества напрямую связаны с тяжелыми патологиями. Мутации в генах, отвечающих за работу соответствующих белков, приводят к развитию энцефаломиопатии, задержкам развития, эпилепсии и мышечной гипотонии. Кроме того, сбои в выработке и доставке кофермента коррелируют с нейродегенеративными процессами и психическими расстройствами.
Исследователи намерены продолжить изучение регуляции уровня кофермента А в специфических типах клеток, таких как нейроны. Понимание этих процессов может открыть новые пути для диагностики и терапии заболеваний, вызванных нарушениями клеточного обмена веществ. Работа ученых из Коннектикута продолжает многолетнюю традицию изучения метаболизма, начатую в Йельском университете еще в начале прошлого века Лафайетом Менделем, открывшим витамины А и группы B.
