Ферменты окислительного фосфорилирования при нормальном и неопластическом росте клеток

Несмотря на рост в аэробных условиях, раковые клетки склонны использовать гликолитический путь как источник энергии. Этот биохимический фенотип сопровождается уменьшением содержания митохондрий и, парадоксальным образом, усилением транскрипции ядерных и митохондриальных генов, кодирующих ферменты окислительного фосфорилирования (OXPHOS). Роль ферментов OXPHOS при нормальном и неопластическом росте клеток изучали в процессе регенерации печени и при гепатоцеллюлярной карциноме человека. На ранней стадии регенерации печени, характеризующейся активной репликацией митохондриальной ДНК, содержание и активность АТФ-синтазы снижаются, тогда как транскрипция ядерного гена ATPsyn beta активируется. Напротив, трансляция субъединиц АТФ-синтазы на этой стадии, по-видимому, менее эффективна. На второй репликативной стадии регенерации подавление трансляции ATPsyn beta устраняется, и возобновляется нормальный рост клеток. На этой стадии восстановление массы печени, по-видимому, напрямую связано с восстановлением способности к окислительному фосфорилированию. В митохондриях, выделенных из биоптатов гепатоцеллюлярной карциномы человека, выявлены снижение скорости дыхательного синтеза АТФ (OXPHOS) и снижение АТФазной активности. Снижение активности АТФ-синтазы связано с уменьшением содержания ATPsyn beta во внутренней мембране митохондрий. В неопластической ткани повышена экспрессия белка — ингибитора АТФазы (IF1). Это может препятствовать гидролизу АТФ, образующегося в процессе гликолиза, в раковых клетках. Синтетический пептидный фрагмент IF1 (пептид IF1-(42–58)), полученный химическим синтезом, оказался столь же эффективным, как IF1, в ингибировании АТФазной активности комплекса АТФ-синтазы в митохондриальной мембране, лишённой IF1. Синтетический пептид может оказаться полезным инструментом для разработки иммунологических подходов к контролю неопластического роста.