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Mitochondrial Membranes

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A single mitochondrion is a bean-shaped organelle enclosed by a double-membrane system. The outer membrane of mitochondria is smooth and contains many porins - the integral membrane transporters. Porins enable free diffusion of ions and small uncharged molecules through the outer mitochondrial membrane but limit the transport of molecules larger than 5000 Daltons. Further, the outer mitochondrial membrane forms a unique structure called membrane contact sites with other subcellular organelles,...
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Translocation of Proteins into the Mitochondria01:19

Translocation of Proteins into the Mitochondria

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バイオセンサは,ミトコンドリアのNAD+の複数の源を明らかにする

Xiaolu A Cambronne1, Melissa L Stewart1, DongHo Kim1

  • 1Vollum Institute, Oregon Health & Science University, Portland, OR 97239, USA.

Science (New York, N.Y.)
|June 18, 2016
PubMed
まとめ

研究者らは,細胞内のニコチナミドアデニン・ディヌクレオチド (NAD (((+)) レベルを測定するための新しいバイオセンサを開発した. このツールは,分断されたNADの濃度が重要な酵素を調節し,細胞はミトコンドリアのNADを維持するためにユニークな戦略を採用しています.

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科学分野:

  • 生物化学
  • 細胞生物学
  • 分子生物学

背景:

  • ニコチナミドアデニンジヌクレオチド (NAD (((+)) は細胞代謝とDNA修復に不可欠です.
  • サーチューインやPARPのようなNADを消費する酵素は不可欠であるが,分割されたNADによるその活性調節は不明である.
  • サブセルラーNADのレベルを測定することは,重要な技術的な課題でした.

研究 の 目的:

  • 遺伝的にコードされた光バイオセンサを開発し,特定のサブセルラー部位における自由NADの濃度をリアルタイムで監視する.
  • 分割されたNAD (((+) レベルとNAD (((+)) を消費する酵素の活性との関係を調査する.
  • ミトコンドリアNAD (((+)) ホメオスタシスを制御する細胞機構を解明する.

主な方法:

  • 細胞内NAD (((+)) 検出のための遺伝的にコードされた光生物センサーの開発.
  • バイオセンサを使用して,核,細胞質,ミトコンドリアの自由NADの濃度を測定する.
  • ミトコンドリアのNADの維持を研究するためにNADの生物合成酵素の遺伝的枯渇を用いる.

主要な成果:

  • バイオセンサは,サブセルラーコンパートメントにおける自由NADの直接測定を成功させた.
  • 測定された核,細胞質,およびミトコンドリアのNADの濃度は,主要なNADを消費する酵素のミカエリス定数に近いことが判明した.
  • NAD (((+) 生物合成酵素の枯渇は,ミトコンドリアの NAD (((+) レベルを維持するための細胞特有の戦略を強調した.

結論:

  • 分割されたNADの濃度は,シルトゥインとPARPの活性に直接影響を及ぼします.
  • 開発されたバイオセンサは,生体細胞におけるNADの代謝とシグナル伝達を研究するための強力なツールを提供します.
  • 細胞のNAD (((+) ホメオスタシスは,特にミトコンドリアでは,複雑な細胞タイプ特有の調節メカニズムによって維持されます.