Найдена причина вспышек активных форм кислорода в митохондриях

Российские ученые нашли фермент, из-за которого в митохондриях могут происходить вспышки активных форм кислорода. Это явление нарушает работу митохондрии и может привести к гибели клетки. Результаты работы опубликованы в журнале Free Radical Biology and Medicine.

В большинстве клеток млекопитающих митохондрии — главный производитель аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), универсального источника энергии для всех биохимических процессов. Нарушения в работе митохондрий могут стать причиной гибели клетки. В связи с этим очень важно понимать, какие факторы могут вызвать перебои в деятельности этих «энергетических фабрик» или их разрушение.

Митохондрии живых клеток иногда производят большое количество активных форм кислорода по не выясненным до последнего времени причинам. Возникнув в одной митохондрии, такая вспышка может вызвать повреждение соседних органелл, новые вспышки и в конечном итоге гибель клетки. Исследователи обратили внимание, что если в клетке митохондрии расположены вблизи источника ионов Са²⁺, например возле плазматической или саркоплазматической мембраны, то в них больше шансов обнаружить вспышку активных форм кислорода. Ученые предположили, что она может быть связана с тем, что в митохондриальной мембране (mitochondrial permeability transition pore — мPTP) может открываться неспецифическая по́ра. Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН выяснили возможные причины этого явления.

«Мы предположили, что возникновение вспышек может контролироваться цитозольными пиридиновыми нуклеотидами, — рассказывает один из авторов исследования, научный сотрудник ИТЭБ РАН Алексей Круглов. — Мы проверили наше предположение, и оказалось, что нуклеотиды, в первую очередь НАДФН, поступающие в митохондрии из цитоплазмы при открывании мPTP, способны вызывать резкое увеличение генерации супероксид аниона и пероксида водорода — ту самую вспышку активных форм кислорода».

Ученые проанализировали возможные причины этого явления и предположили, что в появлении вспышек участвует фермент адренодоксинредуктаза, расположенный в матриксе митохондрий. Ученые заметили интересную особенность: вспышка возникает только тогда, когда при окислении пиридиновых нуклеотидов соотношение их окисленных и восстановленных форм существенно сдвигается в сторону окисленных.

Эти данные позволяют объяснить большую частоту вспышек и их лавинообразное распространение в клетках со сниженным восстановительным статусом — перенесших ишемию и реперфузию или окислительный стресс.

Исследование проведено при поддержке Российского научного фонда (РНФ).

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.