Vind je het leuk om lucht in te ademen? Je moet af en toe eens nadenken over heem, een ijzerbevattend molecuul dat essentieel is voor alle organismen die zich bezighouden met een luchtademende levensstijl. Heemmoleculen zijn het meest bekende onderdeel van hemoglobine, het zuurstoftransporterende eiwit in het bloed, maar ze zijn ook componenten van tal van andere eiwitten die betrokken zijn bij gastransport en fundamentele chemie in cellen. Op zichzelf, heem is giftig en reactief, maar als ze correct in bepaalde eiwitten worden gestoken, het is absoluut essentieel.

Tot voor kort, een fundamenteel mysterie over heem bleef onopgelost:hoe komt het uit mitochondriën, waar het wordt gemaakt, naar de eiwitten in andere delen van de cel waar het nodig is?

Een team van onderzoekers van het Lerner Research Institute van de Cleveland Clinic heeft deze al lang bestaande puzzel opgelost door het eiwit te identificeren dat heem in cellen "begeleidt" door eraan te binden. voorkomen dat het de cel beschadigt totdat het wordt afgeleverd waar het nodig is. De bevindingen zijn gepubliceerd in de Tijdschrift voor biologische chemie .

Dennis Stuhr, de onderzoeker van Cleveland Clinic die toezicht hield op de nieuwe studie, was al jaren geïnteresseerd in het mysterie van de onbekende heemchaperonne. "Het was verrassend dat er eigenlijk bijna niets bekend was, " zei Stuehr. "In de literatuur, het lijkt erop dat iedereen net het licht uitdeed en naar huis ging."

Beetje bij beetje, Stuehr's team heeft de biochemie van vrije heem in elkaar gezet. De eerste stap was om uit te zoeken aan welke eiwitten heem zich kan binden. Vervolgens, ze moesten experimenteren om te zien welke van de eiwitten die heem plakt om het daadwerkelijk naar zijn eindbestemming te brengen.

"Heme is een beetje plakkerig; het bindt aan veel dingen, " zei Elizabeth Sweeny, de postdoctorale fellow die een van de co-leiders was van de nieuwe studie. "Dit (onderzoek) was de eerste keer dat we een eiwit vonden dat niet alleen heem bindt, en bindt er veel van, maar is ook vereist voor levering aan stroomafwaartse heemeiwitdoelen."

De nieuwe studie gebruikt verschillende bewijslijnen om een ​​onverwachte speler als chaperonne van heem te betrekken:glyceraldehyde 3-fosfaatdehydrogenase, of GAPDH. GAPDH is een enzym dat betrokken is bij het afbreken van suiker in cellen. Het is een alledaags, niet-glamoureuze component van het basismetabolisme van de cel, zozeer zelfs dat laboratoriumwetenschappers het voornamelijk gebruiken als basiscontrole in studies van andere eiwitten.

"GAPDH is zo'n belachelijke kandidaat, " zei Stuehr. "Maar er is een opkomend verhaal dat GAPDH niet alleen dit saaie glycolytische enzym is dat in elke cel zit; het heeft deze andere rollen in de celbiologie. En heembezorging is een van deze nieuwe rollen."

GAPDH is misschien niet het enige eiwit dat betrokken is bij het begeleiden van heem, Stuehr voegt toe, en onderzoek naar meer details over hoe heem wordt geleverd, is aan de gang.

"Onze bevinding beantwoordt een vraag over celbiologie die al een tijdje bestaat, met betrekking tot het leveringsmechanisme van dit essentiële biomolecuul, "Zei Stuehr. "Nu kunnen we nadenken over en onderzoeken hoe verstoring van dit leveringsproces daadwerkelijk kan bijdragen aan een aantal ziekten, (zoals) bloedarmoede, astma en meer."