Tukový metabolizmus nášho tela hrá dôležitú úlohu pri tvorbe energie v našom tele. Výskumný tím z Bazilejskej univerzity vo Švajčiarsku objavil molekulárny prepínač, ktorý reguluje metabolizmus lipidov v našich bunkách. Tento prepínač riadi ukladanie alebo premenu lipidov na energiu.
Všetky živé bytosti potrebujú energiu, aby prežili. Energiu získavame z rôznych zložiek našej potravy. Naše telo časť tejto energie priamo využíva a zvyšok ukladá. Zatiaľ čo glukóza slúži ako okamžite dostupný zdroj energie, tuk sa ukladá v našich bunkách ako lipidové kvapôčky ako energetická rezerva.
Keď telo potrebuje energiu z týchto tukových zásob, lipidy sú transportované do mitochondrií – elektrární bunky. Tu sa lipidy premieňajú na ATP (adenozíntrifosfát), kľúčovú molekulu, ktorá bunkám dodáva energiu.
Koľko energie však potrebuje naše telo z týchto energetických zásob? Aký podiel lipidov sa musí premeniť na ATP? Kedy by sa mal tento proces začať a kedy by sa mal skončiť? Výskumný tím pod vedením profesorky Anne Spangovej z Biozentrum Bazilejskej univerzity bližšie skúmal metabolizmus lipidov v kvasinkových aj ľudských bunkách. Vedci zistili, že proteín s názvom Arf1 funguje ako molekulárny spínač, ktorý riadi tieto procesy. Výsledky boli nedávno publikované v „Nature Cell Biology“.
Proteín Arf1 mení miesto kontaktu medzi lipidovými kvapôčkami a mitochondriami.
Arf1 je pre nás známy proteín. Už vieme, že má mnoho funkcií v triediacej stanici bunky, Golgiho aparáte. Teraz sme zistili, že Arf1 tiež hrá úlohu pri regulácii energetického metabolizmu v mitochondriách. Arf1 zabezpečuje transport lipidov z lipidových kvapôčok do mitochondrií.“
Dr. Ludovic Enkler, prvý autor štúdie
Výskumníci sa domnievajú, že Arf1 mení prostredie kontaktného miesta medzi lipidovými kvapôčkami a mitochondriami, čo umožňuje lipidom vstúpiť do mitochondrií.
Keď telo signalizuje potrebu energie, Arf1 umožňuje lipidom vstúpiť do mitochondrií. Po splnení dopytu po energii sa preprava zastaví. „Systém teda funguje len vtedy, ak funguje spätná väzba energetických požiadaviek,“ hovorí Ludovic Enkler.
Nadmerne aktívny alebo neprítomný Arf1 blokuje tok energie
„Ak však proteín Arf1 chýba alebo je nadmerne aktívny, celý systém sa dostane do nerovnováhy,“ vysvetľuje Anne Spang. „V oboch prípadoch nefunguje spätná kontrola medzi dopytom a produkciou, čo vedie k nedostatočnému zásobovaniu energiou ATP. V dôsledku toho sa mastné kyseliny hromadia v lipidových kvapôčkach.“
Citlivosť a zložitosť metabolizmu lipidov sa prejaví pri zvažovaní rôznych porúch metabolizmu lipidov. Aj tie najmenšie chyby v metabolizme lipidov môžu viesť k vysokej hladine cholesterolu (hladiny lipidov v krvi), čím sa zvyšuje riziko kardiovaskulárnych ochorení, obezity alebo cukrovky.
Pomocou pokročilých techník, ako je priestorová proteomika, ktoré možno použiť na štúdium všetkých proteínov na rôznych bunkových štruktúrach, sa výskumný tím zameriava na identifikáciu jednotlivých zložiek zapojených do procesu odozvy proteínu Arf1 v bunkách. Ich cieľom je detailne odhaliť transport lipidov na kontaktných miestach medzi lipidovými kvapôčkami a mitochondriami.
Zdroj:
Odkaz na časopis:
Enkler, L., a ďalšie, (2023). Arf1 koordinuje metabolizmus mastných kyselín a mitochondriálnu homeostázu. biológia prírodných buniek, doi.org/10.1038/s41556-023-01180-2,
