Les chercheurs ont identifié la protéine qui transporte le cuivre dans les mitochondries, où le cuivre est requis pour le fonctionnement de la machinerie de conversion d'énergie de la cellule. La découverte, publié dans le numéro du 9 février du Journal de chimie biologique , remplit une pièce du puzzle de la façon dont le cuivre est distribué et utilisé dans la cellule.
Les humains acquièrent du cuivre en quantités infimes à partir de la nourriture. Malgré ses faibles niveaux, le cuivre est essentiel au fonctionnement de nombreuses enzymes importantes, par exemple certains de ceux impliqués dans la synthèse du collagène et des neurotransmetteurs. Notamment, le cuivre est nécessaire à la construction de la cytochrome c oxydase, connu sous le nom de COX, un grand complexe protéique dans les mitochondries qui forme la dernière étape de la chaîne de transport d'électrons, qui récupère l'énergie pour la production d'ATP, la monnaie énergétique de la cellule.
Paul Cobine de l'Université d'Auburn et son collaborateur Scot Leary de l'Université de la Saskatchewan travaillent depuis plus de 10 ans à comprendre comment le cuivre est utilisé pour assembler le COX. L'une des questions fondamentales était la suivante :comment le cuivre traverse-t-il les membranes des mitochondries ?
"Pour obtenir (le cuivre) à la bonne adresse (dans la cellule) sans interférer avec d'autres protéines, ou perturber d'autres cibles qui ont une forte chance de lier le cuivre, est un effort de livraison herculéen, " a déclaré Cobine. "C'est comme trouver son chemin vers une sortie dans un bar bondé sans toucher les autres personnes ni être redirigé. Ensuite, après avoir trouvé la sortie, vous devez vous assurer de passer par la bonne porte."
Dans le nouveau journal, les chercheurs ont utilisé plusieurs sources de preuves pour arriver à une réponse :le cuivre est transporté dans les mitochondries par une protéine appelée SLC25A3. Cette découverte était surprenante car SLC25A3 était déjà connu pour transporter du phosphate, un ion chargé négativement, tandis que les ions cuivre portent une charge positive. Les chercheurs pensent que les ions de cuivre pourraient avoir besoin de se lier à un autre partenaire, former un complexe chargé négativement, pour que SLC25A3 puisse le transporter. Comment le transporteur fait-il la distinction entre ses types de cargaisons très différents est la prochaine question que les chercheurs souhaitent aborder.
Des mutations précédemment connues dans le gène codant pour SLC25A3 sont responsables de troubles génétiques mal compris impliquant des fibres cardiaques et musculaires dysfonctionnelles, entraînant une hypertrophie du cœur et un faible tonus musculaire. Comme ces tissus nécessitent de grandes quantités d'énergie, il semble plausible que les symptômes ressentis par ces patients puissent être liés à un transport insuffisant du cuivre dans les mitochondries.
"(Ces symptômes) semblent tous être liés à la fois à la production d'ATP et à la cytochrome c oxydase, " dit Cobine.
Avec la découverte de la voie de transport du cuivre dans les mitochondries, les effets du cuivre sur la santé peuvent être étudiés plus en détail car les chercheurs seront en mesure de distinguer les effets du cuivre sur la COX des autres voies dans lesquelles il est impliqué.
"Si nous ne traitons pas correctement le cuivre tout au long de notre vie, Quelles sont les maladies métaboliques qui (pourraient) survenir ?" Demande Cobine. "Nous avons maintenant la capacité d'examiner ce qui se passe lorsque vous perdez du cuivre mitochondrial à différents stades (de développement)."
