Ученые выяснили, когда в организме возрастает количество реактивных форм кислорода

Международная группа ученых при участии исследовательницы из МГУ имени М. В. Ломоносова показала, в каких условиях в организме выделяется больше супероксида — опасной формы кислорода, способной разрушать ДНК.

У людей мутации в гене, кодирующем белок DHTKD1, сопутствуют многим неврологическим заболеваниям, а на молекулярном уровне — накоплению продуктов распада аминокислот лизина и триптофана и свободных радикалов. Структура белка DHTKD1 похожа на структуру фермента 2-оксоглутаратдегидрогеназы, который может производить супероксид — опасную форму кислорода, способную разрушать ДНК. Он образуется в качестве «побочного продукта» работы митохондрий — «энергетический станций» клетки. Борется клетка с «ядовитыми» формами кислорода с помощью антиоксидантов (веществ, препятствующих окислению) и белков системы антиоксидантной защиты.

Нехватка аминокислот может снижать синтез ферментов (белков, ускоряющих конкретные химические реакции в организме). Так, недостаток аминокислот лизина и триптофана может вызвать физические, неврологические и умственные расстройства и даже привести к летальному исходу. Эти аминокислоты относятся к незаменимым и синтезироваться в организме человека из других веществ не могут, поэтому должны поступать с пищей.

2-аминоадипат и 2-оксоадипат — вещества, образующиеся при расщеплении лизина, триптофана и гидроксилизина (точнее, их L-форм, закрученных влево, — в таком виде существуют почти все аминокислоты, входящие в состав белков). Недавно ученые нашли связь между повышенным содержанием в моче пациентов 2-аминоадипата и 2-оксоадипата и мутациями в белке DHTKD1. Это подтверждает обоснованную исследователями из МГУ ранее гипотезу, что белок-фермент, закодированный в DHTKD1, окисляет 2-оксоадипат. У некоторых пациентов высокие уровни 2-аминоадипата и 2-оксоадипата тяжело диагностировать, и расстройства протекают без симптомов. Поэтому связать конкретные мутации с заболеваниями не получается.

«Помимо решения конкретных задач по характеристике источников генерации вредных побочных продуктов жизнедеятельности, научная ценность работы состоит в демонстрации существующего уровня понимания живых систем, достигнутого в фундаментальных исследованиях. В данном случае такой уровень позволил не только интерпретировать содержащуюся в геноме информацию с точки зрения биохимических функций, но и правильно предсказать поведение биохимической системы (митохондрий) в тех или иных экспериментальных условиях», — комментирует результаты работы Виктория Буник.

«В настоящее время работа по характеристике этого нового комплекса в МГУ продолжается в связи с обнаруженными у человека мутациями. В частности, совместно с Медико-генетическим научным центром в Москве мы исследуем функцию данного белка при мутациях его гена с целью разработки не известных на данный момент методов лечения таких пациентов», — заключает ученый.