Cell Res | 北京大学王显花团队等人揭示线粒体能量和活性氧代谢的重要调节因子,提供心力衰竭治疗新靶标
iNature · 2019/08/01
线粒体生物能量学的损伤,常常伴随着过度的活性氧(ROS)的产生,是包括心脏在内的对能量需求高的器官的一种基本的疾病机制。建立一个更健壮、更安全的细胞动力中心,以保护这些重要器官。

本文转载自“iNature”。

线粒体生物能量学的损伤,常常伴随着过度的活性氧(ROS)的产生,是包括心脏在内的对能量需求高的器官的一种基本的疾病机制。建立一个更健壮、更安全的细胞动力中心,以保护这些重要器官。

2019年7月31号,北京大学王显花研究团队等人在Cell Research上在线发表了题为NDUFAB1 confers cardio-protection by enhancing mitochondrial bioenergetics through coordination of respiratory complex and supercomplex assembly的研究论文。该研究发现NDUFAB 1是线粒体能量和活性氧代谢的重要调节因子,通过协调呼吸复合物和超复合物的组装,从而为心力衰竭的防治提供了一个潜在的治疗靶点。


线粒体被称为“发电站”,是心脏生物能的核心。作为能量代谢的有害副产物,活性氧(ROS)也是从呼吸电子传输链(等)释放出来的,过量的活性氧排放会导致蛋白质、脂质甚至遗传物质的氧化损伤。研究表明,在编码线粒体蛋白基因突变的个体中,超过50%的人最终发展为心肌病,表明心脏能量学缺陷及其相互关联的Ros代谢是心脏病的基本疾病机制之一。建立一个更健壮的细胞动力室,减少活性氧的排放,有望在压力大的条件下保护心脏。

线粒体能量产生中最重要的因素是ETC,它由细胞器内膜中的四个多异型配合物(配合物I-IV)组成。它们催化向外质子运动,形成跨膜电化学梯度,驱动ATP合成的ATP合成酶(复合物V)。单独的ETC复合物也可以组织成不同组成和化学计量的超复合物(SCs),最近用低温电子显微镜观察到这些复合物被认为能更有效地引导电子转移,限制ROS生成,保护复合物中易受氧化损伤的部位,并稳定单个复合物。相互作用下,SC的形成是根据细胞代谢的变化而动态调节的,SC的缺失与心脏衰竭有关。因此,加强SC的形成可以提供一种有效的治疗策略,使线粒体更有效、更安全。


NDUFAB 1过表达可保护心脏免受IR损伤

NADH:泛醌氧化还原酶亚基AB1(NDUFAB 1),又称线粒体酰基载体蛋白(NDUFAB 1),通过赋予线粒体能量代谢能力和效率,发挥了强大的心脏保护作用。NDUFAB 1不仅是一个复合物I亚基,而且通过调节铁硫生物合成和配合物Ⅰ亚基的稳定性,协调呼吸复合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和超配合物的组装。Ndufa 1在小鼠心脏特异性缺失导致生物能量学缺陷和ROS水平升高,导致进行性扩张型心肌病,最终导致心力衰竭和猝死。Ndufa 1的过表达在抑制活性氧生成的同时,有效地增强了线粒体生物能学,保护心脏免受缺血再灌注损伤。该研究发现NDUFAB 1是线粒体能量和活性氧代谢的重要调节因子,通过协调呼吸复合物和超复合物的组装,从而为心力衰竭的防治提供了一个潜在的治疗靶点。

原文链接:

https://www.nature.com/articles/s41422-019-0208-x

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