Cell子刊：磷酸化决定线粒体的关键功能
为了确保营养物质的有效利用，细胞会捕获可用的营养分子并将其转运到细胞内部。当不同营养物质同时存在时，细胞会根据自己的功能状态选择最合适的分子，放弃其他营养物。日前，Cell Metabolism杂志上发表的一项新研究，解析了线粒体在面对不同营养物质时的适应机制。
营养物质进入细胞后会被送到线粒体，在那里“燃烧”并释放出其中蕴含的能量。线粒体是细胞能量代谢的中心，是氧化磷酸化、ATP合成、脂肪酸氧化等代谢过程的发生地，在细胞的生命活动中具有重要的作用。
糖类（葡萄糖）和脂肪（脂肪酸）这两类燃料都能被线粒体利用，不过当主要燃料类型发生改变时，线粒体也需要做出相应的调整。举例来说，饮食、锻炼和斋戒会影响细胞中的燃料比例。此外，即使细胞燃料没有发生改变，细胞也需要在某些情况下改变活性，优先使用特定类型的营养燃料。例如，当机体受到感染时，免疫细胞就会激活。
在上述情况下，线粒体都需要调整自己的电子传递链（ETC）。“我们知道ETC需要做出适应，但并不清楚促成这一改变的信号，以及介导这一过程的分子，”文章的资深作者，Dr. Enríquez说。
在线粒体中，营养物质会在氧的参与下“燃烧”生成能量、水和二氧化碳。当ETC从燃烧糖类转变为燃烧脂肪酸时，一开始并不适应，会生成过氧化氢。
研究人员发现，这些过氧化氢会激活一个分子传感器Fgr（Fgr-tyrosine kinase），让机体知道ETC 不适应到达线粒体的脂肪酸。随后，细胞就会给ETC的复合体添加一个磷酸基团，使其更加活跃。这种修饰改变了ETC的组织形式，帮助它更有效的利用脂肪酸。研究人员指出，这样的磷酸化修饰是可逆的，应该还存在某个未知分子负责触发去磷酸化过程，允许线粒体在需要时重新适应葡萄糖。
这项研究所阐明的机制可以帮助人们进一步理解，斋戒、氧供给受限（局部缺血）和免疫细胞活化时细胞做出的适应性改变。
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