脂肪分子无法与细胞动力源中的变形蛋白结合与遗传性代谢疾病有关

约翰霍普金斯大学医学院的科学家通过研究酵母和人类细胞的突变，他们发现细胞的“动力工厂”线粒体中脂肪和蛋白质之间的生化键在细胞产生能量的方式中起着至关重要的作用。

这项研究结果于 6 月 5 日发表在《欧洲分子生物学组织杂志》上，研究人员表示，这项研究为患有巴特综合征(一种罕见的导致心脏衰弱的遗传性疾病)等代谢疾病的人体内的线粒体膜发生改变，导致细胞无法产生能量提供了新的见解。

新陈代谢是一系列生化反应，其核心作用是产生能量来维持生命，并排出身体不再需要的物质。代谢疾病包括家族遗传的高胆固醇。根据美国国家心肺血液研究所的数据，大约三分之一的成年人患有某种形式的代谢综合征。

在先前研究的基础上，约翰霍普金斯大学的科学家试图更好地了解线粒体膜中两种成分之间的相互作用：心磷脂(一种脂肪化合物或脂质)和运输三磷酸腺苷(ATP)组成部分的蛋白质，ATP 是由线粒体制造的能量分子，为细胞代谢提供能量。

约翰霍普金斯大学医学院生理学教授、资深作者Steven Claypool 博士说：“更好地了解蛋白质-脂质相互作用可以帮助研究人员找到治疗多种代谢疾病(包括巴特综合征)的新靶点。”

他说，先前的研究表明，线粒体膜中的蛋白质-脂质相互作用可能在调节线粒体的动力活动中发挥重要作用。

研究人员在酵母样本(一种名为 AAC 的线粒体膜蛋白发生突变或改变)和人类细胞样本中开展了实验，这些细胞模拟了蛋白质 ANT1 发生突变的人，该人被诊断患有代谢疾病，其症状包括心脏和骨骼肌无力、运动不耐受和高乳酸血症，即血液中乳酸水平升高。

克莱普尔表示，酵母中的蛋白质 AAC 相当于人类中的 ANT。

克莱普和他的同事观察了心磷脂与酵母中 AAC 蛋白结合的三个区域，发现当他们在 AAC2 中引入突变来破坏这些相互作用时，心磷脂就不再能与该蛋白质结合，从而削弱了其结构并降低了其功能。

类似地，在 ANT1 突变人的细胞模型中，蛋白质的结构被削弱，限制了其跨线粒体膜运输 ATP 的能力。

“这些研究结果表明，当心磷脂和蛋白质之间的相互作用发生破坏时，使线粒体成为我们动力源的整个过程就会被扰乱，”第一作者、Claypool 实验室的博士后研究员Nanami Senoo 博士说。

Claypool 表示，很少有研究详细描述单个蛋白质-脂质相互作用，还需要进行更多的实验来“了解这些相互作用在膜中的全部机制和作用”。

线粒体膜含有大量蛋白质，其中许多与脂质有关。

“这一发现为理解细胞产生能量的复杂性开辟了新的可能性，”Claypool 说。“未来，我们计划探索其他蛋白质-脂质相互作用如何促进能量产生。”