Учёные Кёльнского университета обнаружили механизм, связывающий аминокислоту лейцин с выработкой энергии в митохондриях. Исследование показало, что лейцин помогает сохранять белки на внешней мембране этих органелл. Благодаря этому митохондрии эффективнее обеспечивают клетки энергией.
Митохондрии подстраивают активность под потребности клетки и доступность питательных веществ. Лейцин относится к незаменимым аминокислотам: организм не производит его в достаточном количестве, поэтому получает его из пищи. Особенно много лейцина содержится в молочных продуктах, мясе, бобовых и чечевице.
Работой руководил профессор Торстен Хоппе из Института генетики и Кластера передовых исследований старения CECAD Кёльнского университета. Как сообщается на сайте ScienceDaily, лейцин не только участвует в создании белков, но и препятствует разрушению некоторых белковых молекул на поверхности митохондрий. Эти молекулы помогают переносить внутрь органелл другие вещества, необходимые для производства энергии.
Ключевую роль в обнаруженном процессе играет белок SEL1L, отвечающий за клеточный контроль качества. Он распознаёт повреждённые или неправильно свернутые белки и направляет их на уничтожение. По данным исследователей, лейцин снижает активность SEL1L, поэтому больше митохондриальных белков сохраняется и поддерживает работу органелл.
«Мы были очень рады обнаружить, что состояние клетки с точки зрения доступности питательных веществ, особенно уровень лейцина, напрямую влияет на производство энергии», — сказала первый автор исследования доктор Цяочу Ли. Она добавила: «Этот механизм позволяет клеткам быстро адаптироваться к возросшим энергетическим потребностям в периоды изобилия питательных веществ». При этом учёные предупреждают, что чрезмерное снижение активности SEL1L может быть опасным, поскольку этот белок также предотвращает накопление повреждённых молекул.
Дополнительные эксперименты провели на круглом черве Caenorhabditis elegans и человеческих клетках рака лёгкого. Нарушения расщепления лейцина у червей ухудшали работу митохондрий и связывались с проблемами фертильности, а некоторые мутации обмена лейцина помогали раковым клеткам выживать. Результаты опубликованы в журнале Nature Cell Biology в статье «Leucine inhibits degradation of outer mitochondrial membrane proteins to adapt mitochondrial respiration» («Лейцин подавляет разрушение белков внешней мембраны митохондрий, адаптируя клеточное дыхание»); исследование поддержали немецкие, европейские и международные научные фонды.