Eine zelluläre Bremse für den Blutfarbstoff schützt alternde Zellen
Die Regulation von Häm, dem eisenhaltigen Molekül, das roten Blutkörperchen ihre Fähigkeit zum Sauerstofftransport verleiht, ist strenger als bisher angenommen. Eine neue Studie in Science beschreibt ein mitochondriales Protein, das als Bremse der Häm-Produktion wirkt. Versagt diese Bremse, häufen sich toxische Nebenprodukte an.
Häm ist unverzichtbar für den Sauerstofftransport, doch in zu großer Menge wirkt es toxisch. Zellen müssen daher sorgfältig steuern, wie viel sie davon produzieren. Wie diese interne Regulation innerhalb der Mitochondrien, den energieerzeugenden Kompartimenten der Zelle, genau funktioniert, war bislang nur teilweise verstanden.
Die Studie, veröffentlicht in Science, identifiziert ein Adaptorprotein, das als Rückkopplungsschalter fungiert: Es verbindet ein mitochondriales proteolytisches Enzym (eines, das Proteine abbaut) mit dem ersten Enzym der Häm-Biosynthesekette. Ist ausreichend Häm vorhanden, wird dieses erste Enzym über diesen proteolytischen Weg abgebaut. Die Zelle reguliert sich damit selbst.
Was geht beim Altern schief?
Mitochondriale Regulationssysteme verschlechtern sich mit zunehmendem Alter. Wird die proteolytische Kontrolle der Häm-Produktion weniger effizient, können Zwischenprodukte des Häm-Synthesewegs akkumulieren. Einige dieser Zwischenprodukte sind für Zellen giftig. Solch eine Anreicherung kann grundsätzlich zu oxidativem Schaden beitragen, einem der anerkannten Mechanismen der zellulären Alterung. Die Autoren bezeichnen dies als einen neu identifizierten regulatorischen Knotenpunkt, doch der direkte Zusammenhang mit dem Altern beim Menschen bleibt spekulativ und muss weiter erforscht werden.
Warum dieser Knotenpunkt im Blick behalten werden sollte
Proteinabbau als regulatorischer Mechanismus innerhalb von Mitochondrien ist ein vergleichsweise junges Forschungsgebiet. Störungen in diesem System wurden mit neurodegenerativen Erkrankungen sowie dem allgemeinen Nachlassen der mitochondrialen Qualitätskontrolle im Alter in Verbindung gebracht. Dieser spezifische regulatorische Knotenpunkt ist daher ein potenzielles Ziel für künftige Interventionen, auch wenn dieser Schritt noch in weiter Ferne liegt.
Selbst recherchieren?
Zum Beispiel suchen nach:
- mitochondrial proteolytic regulation
- heme biosynthesis feedback mechanism
- mitochondrial quality control aging