燃烧通常是一个快速的过程,如火灾。我们的细胞如何能够很好地控制燃烧过程?这个问题长期困扰着研究人员。利用温泉中的细菌,斯德哥尔摩大学的研究人员现在可以得到答案。

点燃火柴并将其放在蜡烛附近。当硬脂酸燃烧时,你会看到火焰并感受到热量,同时从空气中消耗氧气并将燃料转化为二氧化碳和水。然而,当我们的身体燃烧含有相同能量的脂肪,糖或蛋白质时,我们不会消失在火中和烟雾中,而是利用能量来移动我们的肌肉或思考。我们的身体如何很好地控制燃烧过程?斯德哥尔摩大学的研究人员终于能够监控这一过程并揭示其机制。

“我们已经证明了氧气在通过血液输送到我们的细胞后是如何燃烧的。我们还展示了氧气的燃烧如何提供能量,例如,肌肉收缩或在我们的神经细胞中发电,”peter Brzezinski说。 ,斯德哥尔摩大学生物化学与生物物理系教授。

我们细胞中氧气的燃烧发生在所谓的呼吸链中,它仔细地控制着这个过程。来自消化的电子被转移到我们呼吸的氧气中。氧分子与我们的线粒体(一种细胞发电厂)中的酶结合。然而,结合的氧气不会像在不受控制的火灾中那样立即燃烧形成水,而是在仔细控制的过程中逐渐转化为水。到目前为止,我们只对该过程的机理有了非常基本的了解,因为反应过快也可以使用现有技术进行研究。一种可能性是在约-50摄氏度的低温下跟踪反应,在那里它们将足够慢。但是,这实际上是不可能的。

在这个项目中,研究人员Federica poiana和Christoph von Ballmoos研究了一种生活在温泉中的细菌的氧气燃烧 - 它们几乎在沸水中茁壮成长。当研究小组在10度进行研究时,细菌发现它非常冷 - 好像我们的线粒体暴露在零下40度。然后反应变得足够慢以允许使用可用仪器进行研究。通过将他们的实验研究与理论计算相结合,研究人员可以将他们的观察结果转化为人类细胞中的等效过程

“除了只是好奇并想要了解这个过程是如何运作的,我们的研究也是通过试图理解由氧气燃烧故障引起的所谓线粒体疾病来推动的,”peter Brzezinski说。