科学家发现线粒体如何导入抗氧化剂

许多让我们活着的过程也让我们处于危险之中。例如，我们细胞中产生能量的化学反应也会产生自由基——从其他分子那里窃取电子的不稳定分子。当产生过剩时，自由基会造成附带损害，可能引发癌症、神经或心血管疾病等功能障碍。

细胞通过合成抗氧化剂、中和自由基的化合物来解决这个问题。在一项新的研究中，洛克菲勒的科学家们确定了一种关键分子，它将人体的主要抗氧化剂谷胱甘肽运送到细胞的线粒体中，在那里大量产生自由基。这一发现发表在《自然》杂志上，为研究氧化应激及其破坏作用开辟了新的可能性。

洛克菲勒大学查普曼佩雷尔曼助理教授Kivanç Birsoy说：“通过确定潜在的转运蛋白，我们现在可以控制进入线粒体的谷胱甘肽的数量，并专门从源头研究氧化应激。”

穿梭进入线粒体

为了避免氧化应激，细胞需要适当地平衡线粒体内自由基和抗氧化剂的水平，线粒体是产生能量的地方。因为谷胱甘肽是在线粒体外产生的，在细胞的细胞质中，科学家们首先想知道它是如何被运输到这些微小的能量室中的。

为了阐明这一过程，Birsoy 的团队监测了细胞中响应谷胱甘肽水平的蛋白质表达。“我们假设谷胱甘肽被一种转运蛋白穿梭，其产生受谷胱甘肽调节，”Birsoy 说。“因此，如果我们降低谷胱甘肽的水平，细胞应该通过上调转运蛋白来进行补偿。”

分析指出了 SLC25A39，这是线粒体膜中的一种蛋白质，其功能迄今未知。研究人员发现，阻断 SLC25A39 会减少线粒体内的谷胱甘肽，而不会影响其在细胞其他地方的水平。其他实验表明，没有 SLC25A39，小鼠就无法生存。在被设计为缺乏这种蛋白质的动物中，红细胞由于无法将谷胱甘肽带入线粒体而迅速死于氧化应激。

转运蛋白的识别可能会导致更好地了解与氧化应激相关的各种疾病途径，包括与衰老和神经有关的疾病途径。“这些疾病可能通过刺激抗氧化剂转运到线粒体中来治疗或预防，”Birsoy 说。

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