作为能够让我们的细胞产生能量的细胞器,线粒体被认为是由以前自由生活的、依赖氧气的微生物进化而来。然而,使用由脂质膜包围的细胞器产生依赖氧气的能量是有代价的。这种称为呼吸的能量产生过程经常导致活性氧产生,所产生的ROS可以破坏细胞结构并损害其功能。例如,在一种称为脂质过氧化的过程中,ROS与膜脂质发生反应,由此产生的异常脂质过氧化物最终会引发一种铁依赖性的调节性细胞死亡,即铁死亡。细胞使用多种保护和修复系统来对抗这些改性膜脂质的毒性作用。在一项新的研究中,研究人员发现了一个保护线粒体脂质免受氧化损伤的系统。
哺乳动物细胞依靠三个主要系统来修复脂质过氧化。支撑这三个系统的关键蛋白分别是GPX4、FSP1和DHFR2。这些抗氧化修复节点中的每一个都涉及一种以化学还原和氧化状态存在的代谢物分子。在这些代谢物分子中,泛醌是一种脂质,在线粒体膜和细胞膜上发挥功能。泛醌的还原形式,称为泛醇,具有抗氧化特性,并能修复脂质过氧化。
细胞需要不断补充泛醇以保持它们的膜脂质的这种保护功能。酶FSP1通过让泛醌产生泛醇来对抗铁死亡,但FSP1的活性仅限于细胞膜。这一发现提出了一个问题:线粒体是否利用类似的机制来产生泛醇,从而修复线粒体膜脂质遭受的氧化损伤。
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