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MITOCHONDRIAL RESPIRATORY CHAIN ASSEMBLY

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Neue Erkenntnisse zu Komponenten der Atmungskette

Eine europäische Studie untersuchte Faktoren und Prozesse der Energieproduktion in Zellen, mit Schwerpunkt auf der Assemblierung und Aktivität des oxidativen Phosphorylierungssystems in Säugerzellen.

Gesundheit

Die Energieversorgung von Zellen findet zum Großteil über einen komplizierten Prozess statt, die so genannte oxidative Phosphorylierung. Über den Elektronentransport zwischen Komplexen der mitochondrialen Atmungskette (mitochondrial respiratory chain, MRC), die so genannte Atmung, wird die Synthese von ATP (Energieeinheit der Zelle) gewährleistet. Das EU-finanzierte Projekt "Mitochondrial respiratory chain assembly" (MRCA) untersuchte, wie MRC-Komplexe (insbesondere Komplexe I und III) zusammengebaut werden. Die MRC-Komplexe befinden sich in den Mitochondrien und bestehen aus mehreren Untereinheiten. Komplex I ist das größte der MRC-Enzyme und beinhaltet 44 Untereinheiten, von denen sieben vom mitochondrialen Genom kodiert werden. Um die für die Assemblierung notwendigen Faktoren zu erforschen, wurden in Mauszellen Mutationen in Genen generiert, die für die verschiedenen Untereinheiten kodieren. Identifiziert wurden fünf unterschiedliche Einstiegspunkte der MRC-Assemblierung, bei denen die sieben Untereinheiten an die Zwischenprodukte binden. Um die Assemblierung von Komplex III zu untersuchen, wurden wiederum einzelne Untereinheiten und Assemblierungsfaktoren mittels Mutationsversuchen und Markierung untersucht. So wurde geklärt, wie die Untereinheiten zusammengesetzt werden und wie Mutationen der mitochondrialen MT-CYB-Untereinheit die Assemblierung von Komplex III beeinträchtigen. Insgesamt lieferten die Ergebnisse der Studie erstmals Belege zur Assemblierung des MRC in Säugerzellen. Defizienzen der verschiedenen MRC-Komplexe haben gravierende Folgen, u.a. Multiorganversagen, geistige Behinderung und Atrophie. In diesem Zusammenhang trägt das Projekt MRCA viel dazu bei, die Assemblierung der Komplexe und die Rolle akzessorischer Proteine ​​besser zu verstehen.

Schlüsselbegriffe

Atmung, Energie, oxidative Phosphorylierung, Säugetierzellen, mitochondriale Atmungskette, Genom

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