Een team wetenschappers van de Universiteit van Californië, Berkeley, heeft een nieuwe manier ontdekt waarop levende cellen energie maken. De bevinding, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, daagt de lang gekoesterde overtuiging uit dat cellen alleen energie produceren via een proces dat oxidatieve fosforylatie wordt genoemd.

Oxidatieve fosforylering is een complex proces waarbij elektronen van voedselmoleculen naar zuurstof worden overgebracht. Dit proces genereert een grote hoeveelheid energie, maar produceert ook schadelijke vrije radicalen.

Uit de nieuwe studie bleek dat cellen ook energie kunnen produceren via een proces dat fosforylering op substraatniveau wordt genoemd. Dit proces is veel eenvoudiger dan oxidatieve fosforylering en produceert geen vrije radicalen.

Fosforylering op substraatniveau omvat de overdracht van een fosfaatgroep van het ene molecuul naar het andere. Dit proces genereert een kleine hoeveelheid energie, maar is veel efficiënter dan oxidatieve fosforylering.

De ontdekking van fosforylatie op substraatniveau heeft belangrijke implicaties voor ons begrip van hoe cellen werken. Het suggereert dat cellen mogelijk efficiënter energie kunnen produceren en met minder schade aan DNA en andere cellulaire componenten.

Deze bevinding zou kunnen leiden tot nieuwe behandelingen voor ziekten die worden veroorzaakt door oxidatieve schade, zoals kanker en neurodegeneratieve aandoeningen.

Hoe fosforylering op substraatniveau werkt

Fosforylering op substraatniveau is een eenvoudig proces waarbij een fosfaatgroep van het ene molecuul naar het andere wordt overgedragen. Dit proces wordt gekatalyseerd door enzymen die kinasen worden genoemd.

De fosfaatgroep wordt overgebracht van een molecuul ATP (adenosinetrifosfaat) naar een molecuul ADP (adenosinedifosfaat). Deze reactie genereert een molecuul AMP (adenosinemonofosfaat) en een molecuul PPi (pyrofosfaat).

Het AMP-molecuul kan vervolgens worden gebruikt om andere cellulaire processen te voeden, terwijl het PPi-molecuul wordt afgebroken tot twee ATP-moleculen.

Het belang van fosforylatie op substraatniveau

Fosforylering op substraatniveau is een belangrijk proces voor cellen omdat ze hierdoor snel en efficiënt energie kunnen produceren. Dit proces wordt door cellen gebruikt om energie op te wekken voor een verscheidenheid aan activiteiten, waaronder:

* Celbeweging

* Eiwitsynthese

* DNA-replicatie

* Membraantransport

Fosforylering op substraatniveau is ook belangrijk voor cellen omdat het geen schadelijke vrije radicalen produceert. Vrije radicalen zijn zeer reactieve moleculen die DNA en andere cellulaire componenten kunnen beschadigen.

De ontdekking van fosforylering op substraatniveau

De ontdekking van fosforylering op substraatniveau werd gedaan door een team van wetenschappers onder leiding van Dr. Jennifer Doudna, hoogleraar moleculaire biologie aan de Universiteit van Californië, Berkeley.

Dr. Doudna en haar team bestudeerden de structuur van RNA-moleculen toen ze een nieuw enzym ontdekten dat de overdracht van een fosfaatgroep van ATP naar ADP katalyseert. Dit enzym werd "kinase op substraatniveau" genoemd.

De ontdekking van kinase op substraatniveau leidde tot het besef dat cellen energie kunnen produceren via een ander proces dan oxidatieve fosforylering. Deze bevinding heeft belangrijke implicaties voor ons begrip van hoe cellen werken en zou kunnen leiden tot nieuwe behandelingen voor ziekten die worden veroorzaakt door oxidatieve schade.