MOTS-C

Pochodzenie i struktura MOTS-C

MOTS-C (Mitochondrial Open Reading Frame of the 12S rRNA Type-C) to szesnastoaminokwasowy peptyd pochodzenia mitochondrialnego (MDP, mitochondrial-derived peptide). W odróżnieniu od większości biologicznie aktywnych peptydów, MOTS-C nie jest kodowany przez DNA jądrowe, lecz przez gen MT-RNR1 (12S rRNA) zlokalizowany w mitochondrialnym DNA. Peptyd został zidentyfikowany i opisany po raz pierwszy w 2015 roku przez grupę badawczą Changhana Davida Lee na University of Southern California.

Sekwencja MRWQEMGYIFYPRKLR o masie ~2174,6 Da zawiera dwie reszty metioninowe (pozycje 1 i 6), co czyni cząsteczkę podatną na oksydację. MOTS-C należy do nowej klasy cząsteczek sygnałowych, peptydów pochodzenia mitochondrialnego (MDPs), obok humaniny i rodziny SHLP1-6. Odkrycie, że mitochondrialny genom koduje krótkie peptydy pełniące funkcje regulacyjne, otworzyło nowy kierunek badań nad komunikacją retrogradualną mitochondrium z jądrem komórkowym.

Mechanizm działania

Centralnym elementem mechanizmu molekularnego MOTS-C, opisanym w modelach komórkowych i mysich, jest aktywacja kinazy AMPK (AMP-activated protein kinase), kluczowego sensora energetycznego komórki. MOTS-C nie aktywuje AMPK bezpośrednio, lecz oddziałuje na szlak metaboliczny wyżej w kaskadzie, celując w enzym transformylazę AICAR (ATIC) w cyklu folanowo-metioninowym.

Zahamowanie ATIC przez MOTS-C prowadzi do akumulacji endogennego AICAR (5-aminoimidazolo-4-karboksyamid rybonukleotydu), metabolitu pośredniego w syntezie de novo puryn. AICAR jest znanym aktywatorem AMPK, co tłumaczy pośredni mechanizm aktywacji tej kinazy przez peptyd. W efekcie MOTS-C hamuje biosyntezę de novo puryn, wpływając na metabolizm komórkowy i homeostazę energetyczną w badanych modelach mysich.

W 2018 roku grupa Lee wykazała w hodowlach komórkowych, że w warunkach stresu metabolicznego MOTS-C ulega translokacji do jądra komórkowego, gdzie reguluje ekspresję genów jądrowych związanych z odpowiedzią na stres. Ta obserwacja sugeruje, że peptyd pochodzenia mitochondrialnego może pełnić funkcję cząsteczki sygnałowej w komunikacji retrogradualnej mitochondrium z jądrem.

Przegląd badań naukowych

Odkrycie MOTS-C

MOTS-C został opisany przez Lee C, Zeng J, Drew BG i współpracowników w przełomowej publikacji z 2015 roku w Cell Metabolism (21(3):443-454). Autorzy zidentyfikowali peptyd jako produkt otwartej ramki odczytu w genie 12S rRNA mitochondrialnego DNA i wykazali jego zdolność do regulacji homeostazy metabolicznej w modelach komórkowych ^[1].

Aktywacja AMPK i cykl folanowy

W tej samej publikacji Lee i współpracownicy opisali mechanizm molekularny: MOTS-C celuje w enzym ATIC w cyklu folanowo-metioninowym, prowadząc do akumulacji AICAR i aktywacji AMPK. Kim SJ, Xiao J, Wan J, Cohen P i Yen K w przeglądzie Journal of Physiology (2017, 595(21):6613-6621) omówili rolę MOTS-C i innych MDPs jako nowej klasy cząsteczek sygnałowych ^[1,2].

Translokacja jądrowa

Kim KH, Son JM, Benayoun BA i Lee C (2018) wykazali w Cell Metabolism (28(3):516-524), że w warunkach stresu metabolicznego MOTS-C ulega translokacji do jądra komórkowego, gdzie reguluje ekspresję genów związanych z odpowiedzią antyoksydacyjną. Było to pierwsze doniesienie o peptydzie pochodzenia mitochondrialnego pełniącym bezpośrednią funkcję regulatorową w jądrze ^[3].

MOTS-C w modelach zwierzęcych

W oryginalnej pracy Lee i współpracowników (2015) badania na myszach C57BL/6J wykazały istotne zmiany parametrów metabolicznych, w tym poprawę wrażliwości na insulinę mierzoną testem tolerancji glukozy oraz zmiany w profilu metabolitów cyklu folanowego. Wykazano zwiększone zużycie tlenu i aktywność metaboliczną w tkance mięśniowej, korelujące ze zwiększoną fosforylacją AMPK ^[1].

Cechy strukturalne

MOTS-C to 16-aminokwasowy peptyd o masie ~2175 Da, charakteryzujący się następującymi cechami:

• Pochodzenie mitochondrialne — kodowany przez mtDNA (gen MT-RNR1), nie przez DNA jądrowe, co jest unikalne wśród peptydów
• Dwie reszty metioniny (Met¹, Met⁶) — wrażliwe na utlenianie, wymagają odpowiednich warunków przechowywania
• Sekwencja MRWQEMGYIFYPRKLR — bogata w aminokwasy aromatyczne (Trp, Tyr×2, Phe) i zasadowe (Arg×2, Lys)
• Brak mostków disiarczkowych — peptyd nie zawiera cysteiny, co upraszcza przechowywanie

Przeznaczenie

Produkt jest surowcem chemicznym przeznaczonym wyłącznie do zastosowań badawczych, naukowych i analitycznych in vitro. Nie jest przeznaczony do użytku ludzkiego ani weterynaryjnego, w tym w celach diagnostycznych, terapeutycznych, profilaktycznych lub żywieniowych.

Obchodzenie się z substancją

• Pracuj w warunkach laboratoryjnych zgodnych z zasadami dobrej praktyki laboratoryjnej (GLP).
• Stosuj odpowiednie środki ochrony indywidualnej: rękawice nitrylowe, okulary ochronne, fartuch laboratoryjny.
• Unikaj wdychania pyłu oraz kontaktu ze skórą i błonami śluzowymi.
• Pracuj w dobrze wentylowanym pomieszczeniu.

Klasyfikacja regulacyjna

Produkt nie jest sklasyfikowany jako substancja niebezpieczna zgodnie z rozporządzeniem CLP (WE) nr 1272/2008. Oferowany jest jako odczynnik chemiczny w ramach obowiązujących w Unii Europejskiej przepisów dotyczących substancji chemicznych (REACH, CLP). Nie stanowi produktu leczniczego, suplementu diety, wyrobu medycznego ani kosmetyku w rozumieniu obowiązujących przepisów prawa.

Utylizacja

Substancję niewykorzystaną należy utylizować zgodnie z lokalnymi przepisami dotyczącymi odpadów chemicznych. W warunkach laboratoryjnych: neutralizować i utylizować wraz z odpadami laboratoryjnymi. Nie wylewać do kanalizacji.

Informacje regulacyjne

Produkt oferowany jest zgodnie z obowiązującymi przepisami Unii Europejskiej dotyczącymi substancji chemicznych (REACH, CLP) oraz prawem polskim w zakresie obrotu odczynnikami chemicznymi i materiałami badawczymi. Pełne warunki sprzedaży oraz klasyfikacja produktu zawarte są w Regulaminie Sklepu.

Dokonując zakupu, Klient potwierdza zapoznanie się z powyższymi informacjami oraz akceptuje postanowienia Regulaminu.

Kontakt w sprawach bezpieczeństwa

W przypadku pytań dotyczących obchodzenia się z produktem lub informacji regulacyjnych: [email protected].