I ricercatori hanno identificato la proteina che trasporta il rame nei mitocondri, dove il rame è necessario per il funzionamento del macchinario di conversione dell'energia della cella. La scoperta, pubblicato nel numero del 9 febbraio del Journal of Biological Chemistry , riempie un pezzo del puzzle di come il rame viene distribuito e utilizzato nella cella.
Gli esseri umani acquisiscono rame in tracce dal cibo. Nonostante i suoi bassi livelli, il rame è essenziale per il funzionamento di numerosi importanti enzimi, per esempio alcuni di quelli coinvolti nella sintesi del collagene e dei neurotrasmettitori. In particolare, il rame è necessario per la costruzione della citocromo c ossidasi, noto come COX, un grande complesso proteico nei mitocondri che forma l'ultimo passaggio della catena di trasporto degli elettroni, che raccoglie energia per la produzione di ATP, la valuta energetica della cellula.
Paul Cobine della Auburn University e il suo collaboratore Scot Leary presso l'Università del Saskatchewan hanno lavorato per più di 10 anni per capire come il rame viene utilizzato per assemblare COX. Una delle domande fondamentali era:come fa il rame a passare attraverso le membrane nei mitocondri?
"Per arrivare (il rame) all'indirizzo corretto (nella cellula) senza interferire con altre proteine, o interrompere altri bersagli che hanno un'alta probabilità di legare il rame, è uno sforzo erculeo di consegna, " Ha detto Cobine. "Questo è come trovare la strada per un'uscita in un bar affollato senza toccare le altre persone o essere reindirizzati. Quindi, dopo aver trovato l'uscita, devi assicurarti di passare attraverso la porta giusta."
Nel nuovo giornale, i ricercatori hanno utilizzato più linee di prova per arrivare a una risposta:il rame viene trasportato all'interno dei mitocondri da una proteina chiamata SLC25A3. Questa scoperta è stata sorprendente perché SLC25A3 era già noto per trasportare fosfato, uno ione caricato negativamente, mentre gli ioni di rame portano una carica positiva. I ricercatori ipotizzano che gli ioni di rame potrebbero aver bisogno di legarsi a un altro partner, formando un complesso carico negativamente, per SLC25A3 per poterlo trasportare. Come il trasportatore distingue tra i suoi tipi di carico molto diversi è la prossima domanda che i ricercatori vogliono affrontare.
Mutazioni precedentemente note nel gene che codifica per SLC25A3 sono responsabili di malattie genetiche poco conosciute che coinvolgono il cuore disfunzionale e le fibre muscolari, portando a cuori ingrossati e basso tono muscolare. Poiché questi tessuti richiedono grandi quantità di energia, sembra plausibile che i sintomi sperimentati da questi pazienti possano essere correlati a un insufficiente trasporto di rame nei mitocondri.
"(Questi sintomi) sembrano tutti correlati sia alla produzione di ATP che alla citocromo c ossidasi, " ha detto Cobin.
Con la scoperta della via di trasporto del rame all'interno dei mitocondri, gli effetti sulla salute del rame possono essere studiati in modo più dettagliato perché i ricercatori saranno in grado di distinguere gli effetti del rame sulla COX dagli altri percorsi in cui è coinvolto.
"Se non trattiamo adeguatamente il rame per tutta la vita, quali sono le malattie metaboliche che (potrebbero) insorgere?", chiede Cobine. "Ora abbiamo la possibilità di osservare cosa succede quando si perde il rame mitocondriale in diverse fasi (di sviluppo)".
