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).

Похожие новости

  • 07/12/2016

    Новосибирские ученые исследуют транспорт антимикробных веществ

    Ученые из Института химической кинетики и горения им В.В. Воеводского СО РАН работают над транспортом пептидов — альтернативы антибиотикам, — которые уничтожают бактерии. Микроорганизмы достаточно легко приспосабливаются к препаратам, борющимся с ними, и спустя некоторое время медикаменты могут стать не эффективными.
    834
  • 12/04/2018

    Найден простой способ создания препарата для разжижения крови

    ​Российские химики придумали, как простым и экологически чистым способом синтезировать нужную форму лекарства, необходимого для разжижения крови. Новый метод поможет избежать опасных передозировок, а также перспективен для синтеза других лекарственных препаратов.
    445
  • 18/06/2018

    Сибирские ученые превратили сельхозотходы в уникальную наноцеллюлозу

    Сотрудники Института проблем химико-энергетических технологий Сибирского отделения Российской академии наук (ИПХЭТ СО РАН) разработали новый дешевый способ получить важный для промышленности материал – бактериальную наноцеллюлозу.
    348
  • 15/08/2018

    Описаны механизмы увеличения энергии электронов в химических реакциях

    ​Ученые описали, как можно увеличить энергию электронов в ходе химических реакций. Принципы этого процесса используются в химическом синтезе, однако детально их ранее не исследовали. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ и опубликована в журнале Angewandte Chemie.
    201
  • 01/06/2016

    Геологи установили время окончания последнего оледенения в долинах Чуи и Катуни на Горном Алтае

    ​Геологи выяснили, что последнее оледенение на Юго-Восточном Алтае, в долинах Чуи и Катуни, происходило 90-100 тысяч лет назад.  Ученые делают вывод, что на протяжении последних 90 тысяч лет эти долины являлись благоприятными для проживания первобытного человека.
    1665
  • 27/07/2018

    Росийские ученые разработали простой способ диагностики отита

    Российские ученые усовершенствовали подход к исследованию заболеваний среднего уха, например, среднего экссудативного отита — распространенного заболевания, которое сложно диагностировать и лечить. Новый способ диагностики, в котором ученые используют в том числе один из методов томографии, быстр, точен и безопасен.
    221
  • 05/05/2018

    Российские химики нарушили симметрию ради создания противогрибковых препаратов

     Российские ученые разработали новое соединение, ускоряющее химические реакции, которое можно использовать для синтеза лекарств. Благодаря несимметричной структуре оно позволяет соединять в единую систему две молекулы, точно контролируя их расположение в пространстве.
    314
  • 05/04/2017

    Байкальские водоросли вошли в крупнейшую коллекцию живых водорослей и в банк геномной ДНК

    ​Ученые из Института биологии внутренних вод имени И.Д. Папанина РАН совместно с коллегами из США создали одну из крупнейших коллекций разнообразных культур живых водорослей и банк геномной ДНК, содержащий более двух тысяч образцов, которые могут использоваться для поиска организмов, необходимых в биотехнологии и создании биотоплива.
    1515
  • 22/06/2018

    Клетки печени изменяются при дисфункции щитовидной железы

    ​Сотрудники Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ РАН) изучили ультраструктурные изменения ткани печени крыс — модельных организмов для исследования избыточной активности щитовидной железы.
    228
  • 28/03/2018

    Российские химики раскрыли механизм важнейшей для промышленности реакции

    ​Механизм важнейшей окислительной реакции Байера-Виллигера, известной больше ста лет, раскрыт международной группой ученых. Реакция является универсальным путем получения эфиров органических кислот - базовых соединений для химической промышленности.
    344