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谷胱甘肽是一类小分子硫醇基团化合物，在所有真核细胞内含量均很丰富，对氧化还原反应和细胞代谢起着重要的作用。细胞内的氧化还原反应的主要发生线粒体内，因此线粒体必须有足够的谷胱甘肽才能维持线粒体正常的生物合成的功能。因为合成谷胱甘肽的酶只存在于细胞质中，谷胱甘肽在细胞之内被合成后必须被转运到线粒体中。然而谷胱甘肽是如何被转运入线粒体的分子机制尚不明确。
2021年10月27日，美国洛克菲勒大学的Kıvanç Birsoy团队（共同一作为Ying Wang，Frederick S. Yen，Xiphias Ge Zhu，Rebecca C. Timson）在Nature上发表了文章SLC25A39 is necessary for mitochondrial glutathione import in mammalian cells，揭示了SLC25A39在谷胱甘肽转运至线粒体中发挥了重要的作用。
研究人员利用细胞器特异性蛋白组学和代谢组学的方法，发现了位于线粒体内膜的一个孤儿转运通道蛋白SLC25A39可以调控谷胱甘肽的跨线粒体转运。SLC25A39被敲除后，线粒体内谷胱甘肽的含量和跨线粒体谷胱甘肽转运显著降低，而细胞内总体的谷胱甘肽含量没有改变。研究人员还发现另一个SLC25A39的同源通道蛋白SLC25A40也可以调控谷胱甘肽的跨线粒体运输。同时敲除SLC25A39和SLC25A40时（SLC25A39/40双敲除），细胞分裂被抑制，铁硫蛋白（含Fe-S簇的蛋白）活性和稳定性降低。除此以外，谷胱甘肽的跨线粒体运输对实验小鼠的红细胞发育起着重要的作用。
细菌的谷胱甘肽合成酶（GshF）具有多种功能，仅一个蛋白就可以完成谷胱甘肽合成的整个过程。研究人员巧妙地将原本只存在于细胞质的GshF导入SLC25A39/40双敲除细胞的线粒体后，发现SLC25A39/40双敲除细胞线粒体内的谷胱甘肽含量可以被显著提升，同时细胞分裂恢复正常，铁硫蛋白的活性和稳定性显著提高。最后，研究人员还发现SLC25A39蛋白的表达受到线粒体内谷胱甘肽含量的调控，因此SLC25A39通过调控跨线粒体谷胱甘肽，是达到细胞氧化还原自稳状态的重要机制。
原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41586-021-04025-w
制版人：十一
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