Un comune metabolita dello zolfo con attività antiossidante sembra formarsi con l'aiuto di un enzima presente nei mitocondri, evidenziando una potenziale area di ricerca per futuri trattamenti di varie malattie.

I ricercatori hanno acquisito nuove informazioni sulla formazione di un gruppo di composti presenti in quasi tutti gli organismi, che secondo quanto riferito sono un potente antiossidante che protegge le cellule dai danni dei radicali liberi. Hanno scoperto che questi composti erano anche essenziali nel supportare il metabolismo energetico mitocondriale, nota come respirazione sulfurea, e lo identificò per la prima volta nell'uomo e in altri mammiferi.

I composti, come la cisteina idropersolfuro (CysSSH) e altri persolfuri, sono ampiamente presenti nelle cellule della maggior parte degli organismi, da unicellulari a umani, e anche nell'ambiente naturale e nei prodotti alimentari. Si ritiene che agiscano come un antiossidante che protegge le cellule dai dannosi radicali liberi, che sono sottoprodotti della normale attività cellulare o inquinanti, e può causare varie malattie come il cancro. Però, come si formano queste molecole reattive di zolfo, o quale ruolo svolgono esattamente all'interno di queste cellule, non è stato ben compreso.

Un team di ricercatori della Tohoku University, lavorare con i colleghi in Giappone, Ungheria, il Regno Unito, e gli Stati Uniti, ospitato in un percorso per la formazione di CysSSH all'interno delle cellule, pubblicando le loro scoperte in Comunicazioni sulla natura . Hanno scoperto che l'aminoacido L-cisteina ha agito come elemento di partenza per la sintesi di CysSSH, attraverso una reazione catalizzata da cisteinil-tRNA sintetasi (CARS), una famiglia di enzimi presenti nella maggior parte delle cellule dei mammiferi.

Esistono due diversi tipi di enzimi CARS:uno è presente nel citoplasma delle cellule e l'altro all'interno dei mitocondri. I ricercatori hanno inattivato i geni che producono le varianti enzimatiche sia nei topi che nell'uomo. Hanno scoperto che l'enzima all'interno dei mitocondri è responsabile della produzione della maggior parte di CysSSH e di altri persolfuri.

Dopo che l'enzima è prodotto all'interno dei mitocondri, viaggia all'esterno verso il citoplasma della cellula dove catalizza la reazione che produce CysSSH, i ricercatori hanno scoperto. L'enzima all'interno dei mitocondri è anche responsabile della produzione di energia e del mantenimento dei mitocondri, che è spesso chiamato la centrale elettrica delle cellule.

Identificando i doppi ruoli che svolgono i CARS, i ricercatori hanno rivelato la loro importanza nella difesa antiossidante e nella produzione di energia. Consentono un percorso all'interno delle cellule che supporta la respirazione dello zolfo senza bisogno di ossigeno. Questo potrebbe aprire la strada alla ricerca su come gli enzimi potrebbero aiutare a curare le malattie derivanti da un aumento degli ossidanti o dalla disfunzione dei mitocondri, come il diabete, broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO), aterosclerosi, e malattie cardiovascolari. Ciò potrebbe prolungare la vita e aumentare la qualità della vita e potrebbe persino fornire nuove sedi per la diagnosi del cancro, prevenzione e cura.