Исследователи из Каталонского института биоинженерии (Instituto de Bioingeniería de Cataluña) и Института химических исследований Севильи (Instituto de Investigaciones Químicas de Sevilla) описали новый метод передачи электронов между белками, который опровергает данные эксперименты до сих пор. Этот процесс, связанный с выработкой энергии как в животных, так и в растительных клетках, позволит лучше понять поведение белков в клетках, а также даст более глубокое понимание энергетических дисфункций, вызывающих заболевания.
Производство энергии внутри живых клеток имеет основополагающее значение для правильной метаболической функции. По этой причине существуют специализированные органеллы, называемые хлоропластами в клетках растений и митохондриями в клетках животных. В них растения преобразуют энергию солнца в полезную химическую энергию - в процессе, известном как фотосинтез, - а животные сжигают пищу с кислородом из воздуха, чтобы использовать энергию, выделяемую при дыхании.
Оба процесса связаны с переносом электронов между специализированными белками. Для этого необходим физический контакт между ними и последующее образование переходного промежуточного состояния для установления пути передачи. В течение многих лет это было центральной догмой в изучении метаболической энергии в биологии, пока не были получены результаты совместного проекта с участием исследователей из Каталонского института биоинженерии под руководством преподавателя Пау Горостизы и Севильского института химических исследований под руководством Ирен Диас Морено и Мигель Анхель де ла Роса. В этом проекте удалось показать, что белки в водном растворе могут переносить электроны на большие расстояния без необходимости прямого контакта между ними, что противоречит имеющимся до сих пор экспериментальным данным.
Вывод, опубликованный в обзоре Nature Communications, позволяет объяснить не только высокую скорость переноса электронов, но и высокие скорости замещения и эффективности, которые существуют между белками в хлоропластах и митохондриях. Открытие позволяет также глубже понять механизмы, регулирующие выработку энергии в биологии и, как следствие, молекулярные основы энергетических дисфункций, вызывающих заболевания..