Jak exkaváti vyrábějí FeS klastry pro své metaloproteiny?

V buněčném metabolismu na řadě klíčových míst fungují metaloproteiny, čili proteiny, v jejichž aktivitě hrají zásadní roli atomy kovů. Tyto atomy jsou začleněny do takzvaných kofaktorů, relativně malých nebílkovinných složek proteinů. Pokud má příslušný enzym pracovat tak, jak má, tak se bez takového kofaktoru v žádném případě neobejde. Mezi zásadní kofaktory metabolismu eukaryotních buněk náležejí evolučně starobylé FeS klastry, což jsou komplexy železa s anorganickou, případně organickou sírou. Právě FeS klastry a jejich syntéza v buňce zřejmě představují jedinou skutečně nepostradatelnou komponentu mitochondrií.

Julius Lukeš z Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích a Biologického centra AV ČR se svojí kolegyní zpracovali přehled dosavadních poznatků o metabolických drahách, které se podílejí na syntéze FeS klastrů u jedné ze šesti základních superskupin eukaryotních organismů, vesměs jednobuněčných exkavátů (Excavata). Tyto poznatky rovněž porovnali s ostatními eukaryoty, zejména se superskupinou opistokont (Opisthokonta), která je v tomto směru daleko nejvíce prozkoumaná, protože zahrnuje houby a živočichy, včetně nás samotných.

Superskupina exkavátů zahrnuje jednobuněčné bičíkovce nepřeberného množství životních strategií. Jsou mezi nimi i významní paraziti, jako například trypanozomy, ničivky, bičenky, giardie nebo obávané naeglerie, původci primární amébové meningoencefalitidy. Exkaváti mají rovněž rozmanité mitochondrie a mitochondriím podobné organely, od klasických mitochondrií, přes hydrogenozomy a mitozomy, až po úplnou absenci mitochondrií. Buňky se všemi formami mitochondrií přitom využívají molekulární nástroje a metabolické dráhy, které slouží k produkci FeS klastrů, nepostradatelných pro udržení buňky při životě.

Peña‑Diaz, P., Lukeš, J. 2018. Fe–S cluster assembly in the supergroup Excavata. Journal of Biological Inorganic Chemistry 23: 521–541.

Kontakt: Prof. RNDr. Julius Lukeš, CSc. (jula at paru.cas.cz)


O přírodovědě.cz

Edukačně-popularizační portál Přírodovědecké fakulty Jihočeské univerzity v Českých Budějovicích určený pro středoškoláky, jejich vyučující, ale i veřejnost. Představujeme zde naše aktivity, výzkumy a objevy.