Železo je pre naše telo mimoriadne dôležité: Nová štúdia odhaľuje, ako sa dostáva tam, kde ho potrebujeme
Vedci z Ohio State University odhaľujú proces výroby a transportu mimoriadne dôležitých zlúčenín v ľudskom tele.
Výskumníkom z Ohio State University sa podarilo nahliadnuť na to, ako sa v ľudskom tele vytvára a presúva špeciálny druh molekúl.
Vo svojom novom výskume zistili, že mitochondria – špecializovaná štruktúra v bunke, ktorá je dôležitá pri výrobe energie, je zároveň zodpovedná za vznik a presun kofaktorov železa a síry, čo sú jedny z najdôležitejších zlúčenín v ľudskom tele. Pri presune týchto kofaktorov po tele pomáha glutatión – antioxidant ochraňujúci pred určitým typom poškodenia buniek.
Glutatión pomáha pri regulovaní železa, ktoré používajú červené krvinky na výrobu hemoglobínu, ktorý sa stará o distribúciu kyslíku naprieč ľudským telom.
„Zlúčeniny železa sú mimoriadne dôležité pre správne fungovanie bunečnej chémie,“ vysvetľuje James Cowan, spoluautor štúdie.
V našom tele existujú aj takzvané klastre železa-síry, ide o molekulárne súbory železa a sulfidu. Zároveň predstavujú mimoriadne dôležitú triedu zlúčenín zodpovedných za niekoľko metabolických procesov. Keď tieto klastre nepracujú tak, ako by mali, alebo ak sa nedostanú ku kľúčovým proteínom, môžu nastať problémy.
Proteín sa môže poškodiť, čo môže viesť ku vzniku niekoľkých ochorení vrátane Friedrichovej ataxie, poruche vedúcej k progresívnemu poškodeniu nervového systému.
Neprehliadnite
V rámci svojho výskumu vedci použili proteín huby C. thermophilum, ktorý je v podstate dvojičkou ľudského proteínu ABCB7. Tento proteín sa v ľudskom tele stará o prenos klastrov železa-síry. Potom na základe kryoelektrónovej mikroskopie a počítačového modelovania bol tím schopný vytvoriť niekoľko štrukturálnych modelov podrobne opisujúcich cestu, ktorú mitochondrie používajú na export kofaktorov železa na rôzne miesta v tele.
Základy bunečnej chémie
Kryoelektrónová mikroskopia je moderná technika elektrónovej mikroskopie, ktorá svoje využitie našla v biochémii. Elektrónový mikroskop je zariadenie, ktoré vymieňa fotóny za elektróny a sklenené šošovky za elektromagnetické. Takýto mikroskop má oveľa väčšiu rozlišovaciu schopnosť ako tradičné mikroskopy.
Kryoelektrónový mikroskop vedcom umožňuje zobraziť bunkovú architektúru, rôzne vírusy alebo proteínové komplexy. Tí sa na tieto štruktúry môžu pozrieť skoro v atómovom rozlíšení. Pomocou kryoelektrónovej mikroskopie vedci môžu štruktúry nielen pozorovať, ale následne aj vytvoriť ich 3D model.
Základom kryoelektrónovej mikroskopie je mimoriadne rýchle ochladenie zavodnenej vzorky na teplotu okolo -200 °C. Následne vzorku ponoria do kvapalného etánu chladeného kvapalným dusíkom. Vo vzniknutom ľade nestihne vzniknúť kryštálová mriežka, čo vedie k vytvoreniu prostredia amorfného ľadu. Toto prostredie pripomína sklo, ktoré ale vzorku nedeformuje.
Výsledky ich práce sú dôležité pre chápanie základných stavebných blokov bunečnej biochémie, no neskôr by mohli viesť aj k pokrokom v medicíne. Vedcom sa podarilo pochopiť výstavbu a prenos kofaktorov v bunkách. Autori štúdie tvrdia, že tieto poznatky by neskôr mohli viesť k prevencii alebo liečbe určitých chorôb. Ich práca je však základom, ktorý by mohol viesť aj k ďalším objavom v bunečnej chémii.
Komentáre