Nature子刊揭示了一个复杂的分子如何在体内移动铁

新的研究为人类细胞中一类重要的分子是如何产生和移动提供了新的见解。

　　

一项新的研究为人类细胞中一类重要的分子是如何产生和移动的提供了新的见解。

多年来，科学家们知道线粒体——机体细胞内的一种特殊结构，对呼吸和能量产生至关重要——参与了铁硫辅因子的组装和运动，而铁硫辅因子是人体最重要的化合物之一。但直到现在，研究人员还不清楚这一过程到底是如何运作的。

发表在《自然通讯》杂志上的一项新研究发现，这些辅助因子在一种叫做谷胱甘肽的物质的帮助下移动，谷胱甘肽是一种抗氧化剂，通过运输这些必需的铁辅助因子越过膜屏障，有助于防止某些类型的细胞损伤。

该研究的合著者、俄亥俄州立大学化学和生物化学杰出的荣誉教授詹姆斯·考恩(James Cowan)说，谷胱甘肽特别有用，因为它有助于调节铁等金属，而铁是红细胞制造血红蛋白所需的一种蛋白质，有助于在全身运输氧气。

“铁化合物对细胞生物化学的正常功能至关重要，它们的组装和运输是一个复杂的过程，”考恩说。“我们已经确定了一类特定的铁辅因子是如何通过复杂的分子机制从一个细胞室移动到另一个细胞室的，这使得它们可以在细胞化学的多个步骤中使用。”

铁硫团簇是一类重要的化合物，能进行多种代谢过程，比如在能量产生过程中帮助电子转移，在细胞中制造关键代谢物，以及帮助复制我们的遗传信息。

考恩说:“但当这些簇不能正常工作，或当关键蛋白质得不到它们时，就会发生糟糕的事情。”

如果受损的蛋白质无法发挥功能，会引发多种疾病，包括罕见的贫血、弗里德赖希共济失调(一种导致进行性神经系统损伤的疾病)，以及大量其他代谢和神经疾病。

因此，为了研究这种基本机制是如何工作的，研究人员从一种名为嗜热菌的真菌开始，确定关键的蛋白质分子，并生产大量的蛋白质来确定结构。这项研究指出，他们在嗜热c菌中研究的蛋白质本质上是人类ABCB7蛋白的孪生细胞，ABCB7蛋白转移人体内的铁硫簇，使其成为研究人体内铁硫簇输出的完美样本。

通过结合使用冷冻电子显微镜和计算模型，该团队随后能够创建一系列结构模型，详细描述线粒体将铁辅因子输出到体内不同位置的途径。虽然他们的发现对更多地了解细胞生物化学的基本组成部分至关重要，但考恩说，他很高兴看到他们的发现将来如何推动医学和治疗。

他说:“通过了解这些辅助因子是如何在人类细胞中组装和移动的，我们可以为确定如何预防或减轻某些疾病的症状奠定基础。”“我们也可以把这些基础知识作为理解细胞化学的其他进展的基础。”

文章标题

Structures of Atm1 provide insight into [2Fe-2S] cluster export from mitochondria