Ученые из Кельнского университета обнаружили новый механизм, с помощью которого аминокислота лейцин влияет на работу митохондрий – клеточных «электростанций». Оказалось, что лейцин помогает им эффективнее вырабатывать энергию, стабилизируя ключевые белки на их поверхности. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Cell Biology.
Лейцин – незаменимая аминокислота, которую организм получает с пищей, богатой белком, например с мясом или бобовыми. Ранее считалось, что она в основном служит строительным материалом для новых белков. Однако немецкие исследователи показали, что лейцин также мешает разрушению определенных белков, расположенных на внешней мембране митохондрий. Эти белки переносят в митохондрию молекулы, необходимые для выработки энергии. Когда лейцин защищает эти белки от распада, митохондрии работают активнее.
Ключевую роль в этом процессе играет белок SEL1L, часть системы клеточного контроля качества. Он находит и помечает белки, которые нужно уничтожить. По данным ученых, лейцин снижает активность SEL1L. В результате меньше митохондриальных белков разрушается, что позволяет клетке наращивать выработку энергии при обилии питательных веществ.
«Этот механизм позволяет клеткам быстро адаптироваться к повышенным энергетическим потребностям», – пояснила первый автор исследования, доктор Цяочу Ли.
В то же время исследователи предостерегают от поспешных выводов. Вмешательство в работу SEL1L может иметь и негативные последствия. Этот белок также отвечает за утилизацию поврежденных белков, а их накопление вредит клетке в долгосрочной перспективе.
Чтобы изучить более широкие эффекты, ученые провели эксперименты на круглых червях Caenorhabditis elegans. У них нарушения в метаболизме лейцина приводили к сбоям в работе митохондрий и проблемам с фертильностью. Кроме того, анализ клеток рака легких человека показал, что некоторые мутации, затрагивающие обмен лейцина, помогают опухолевым клеткам выживать.
Результаты исследования подтверждают, что питательные вещества не просто служат «топливом» для организма, но и действуют как сигнальные молекулы. Обнаруженная связь между лейцином, клеточным контролем и работой митохондрий может стать основой для разработки новых методов лечения онкологических и метаболических заболеваний.
