北京大學王顯花團隊等人揭示線粒體能量和活性氧代謝的重要調節(jié)因子，提供心力衰竭治療新靶標

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來源：iNature

2019-08-01

線粒體生物能量學的損傷，常常伴隨著過度的活性氧(ROS)的產生，是包括心臟在內的對能量需求高的器官的一種基本的疾病機制。建立一個更健壯、更安全的細胞動力中心，以保護這些重要器官。

2019年7月31號，北京大學王顯花研究團隊等人在Cell Research上在線發(fā)表了題為NDUFAB1 confers cardio-protection by enhancing mitochondrial bioenergetics through coordination of respiratory complex and supercomplex assembly的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)NDUFAB 1是線粒體能量和活性氧代謝的重要調節(jié)因子，通過協(xié)調呼吸復合物和超復合物的組裝，從而為心力衰竭的防治提供了一個潛在的治療靶點。

線粒體被稱為“發(fā)電站”，是心臟生物能的核心。作為能量代謝的有害副產物，活性氧(ROS)也是從呼吸電子傳輸鏈(等)釋放出來的，過量的活性氧排放會導致蛋白質、脂質甚至遺傳物質的氧化損傷。研究表明，在編碼線粒體蛋白基因突變的個體中，超過50%的人最終發(fā)展為心肌病，表明心臟能量學缺陷及其相互關聯(lián)的Ros代謝是心臟病的基本疾病機制之一。建立一個更健壯的細胞動力室，減少活性氧的排放，有望在壓力大的條件下保護心臟。

線粒體能量產生中最重要的因素是ETC，它由細胞器內膜中的四個多異型配合物(配合物I-IV)組成。它們催化向外質子運動，形成跨膜電化學梯度，驅動ATP合成的ATP合成酶(復合物V)。單獨的ETC復合物也可以組織成不同組成和化學計量的超復合物(SCs)，最近用低溫電子顯微鏡觀察到這些復合物被認為能更有效地引導電子轉移，限制ROS生成，保護復合物中易受氧化損傷的部位，并穩(wěn)定單個復合物。相互作用下，SC的形成是根據細胞代謝的變化而動態(tài)調節(jié)的，SC的缺失與心臟衰竭有關。因此，加強SC的形成可以提供一種有效的治療策略，使線粒體更有效、更安全。

NADH：泛醌氧化還原酶亞基AB1(NDUFAB 1)，又稱線粒體?；d體蛋白(NDUFAB 1)，通過賦予線粒體能量代謝能力和效率，發(fā)揮了強大的心臟保護作用。NDUFAB 1不僅是一個復合物I亞基，而且通過調節(jié)鐵硫生物合成和配合物Ⅰ亞基的穩(wěn)定性，協(xié)調呼吸復合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和超配合物的組裝。Ndufa 1在小鼠心臟特異性缺失導致生物能量學缺陷和ROS水平升高，導致進行性擴張型心肌病，最終導致心力衰竭和猝死。Ndufa 1的過表達在抑制活性氧生成的同時，有效地增強了線粒體生物能學，保護心臟免受缺血再灌注損傷。該研究發(fā)現(xiàn)NDUFAB 1是線粒體能量和活性氧代謝的重要調節(jié)因子，通過協(xié)調呼吸復合物和超復合物的組裝，從而為心力衰竭的防治提供了一個潛在的治療靶點。

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