Sci Adv:揭秘名為心磷脂的脂質化合物幫助產生細胞能量的分子機制

2021-01-12 生物谷

2021年1月12日 訊 /生物谷BIOON/ --近日，一項刊登在國際雜誌Science Advances上的研究報告中，來自約翰霍普金斯大學等機構的科學家們通過對酵母進行研究，揭示了一種名為心磷脂（cardiolipin）的脂肪化合物幫助產生細胞能量的分子機制，相關研究結果有望幫助闡明影響人類機體代謝的疾病的發病機制，比如心臟病、糖尿病和巴斯綜合症等。

圖片來源：Nanami Senoo, Steven Claypool Laboratory, Johns Hopkins Medicine

心磷脂在幾乎每個機體細胞中都存在，其位於組成線粒體的細胞膜的迷宮中，被認為能幫助線粒體製造ATP，而ATP是一種能誘發細胞代謝的特殊分子；如今研究人員發現心磷脂或許還參與了多種機體代謝和免疫疾病的發生，包括因對脂質分子的異常免疫反應所引起的血凝障礙等。這項研究中，研究者揭示了心磷脂如何穩定線粒體膜中其它結構。

研究者Steven Claypool教授說道，線粒體膜是機體中最繁忙的結構之一，其富含脂質和蛋白質，能為機體的細胞提供維持生命所需的能量；在線粒體膜的基質中有一種名為Aac2的重要轉運蛋白，其能將ATP的基本組成部分運動到線粒體中，隨後將被激活的ATP分子移出細胞；此前研究結果表明，心磷脂在幫助Aac2轉運蛋白方面扮演著重要作用，然而研究人員對該過程的具體細節知之甚少。研究者發現，心磷脂能夠結合Aac2上的上區域從而幫助其保持正確的形狀來轉運ATP，被改造缺乏心磷脂的酵母細胞或許並不能像攜帶豐富心磷脂水平的酵母細胞那樣有效地產生細胞能量。

當研究人員深入分析蛋白質與線粒體膜之間的相互作用機制時，他們發現，Aac2與其餘ATP生產鏈（即呼吸超級複合體，respiratory supercomplexes）之間的關係或許依賴於心磷脂的存在。研究者推測，線粒體膜中心磷脂-蛋白之間的相互作用或能作為一種簡化能量產生的方法而不斷進化。這是通過將Aac2與供應ATP物質的呼吸超級複合體連接起來，或通過利用心磷脂來保護膜蛋白不被擠壓而發生的。

總而言之，本文研究結果表明，心磷脂結構或產生的改變或與疾病的發生直接相關；研究人員後期還需要深入研究在疾病發生（心磷脂的代謝或許參與其中）時心磷脂的結構和產生機制。最後研究者Claypool表示，目前我們正在開發信心工具來分析線粒體膜中的脂質，從而更加深入地研究蛋白質-心磷脂之間的相互作用。（生物谷Bioon.com）

原始出處：

N. Senoo,S. Kandasamy，O. B. Ogunbona, et al. Cardiolipin, conformation, and respiratory complex-dependent oligomerization of the major mitochondrial ADP/ATP carrier in yeast, Science Advances (2020). DOI:10.1126/sciadv.abb0780

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