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辅酶A是一种从维生素B5中提取的分子，对整个身体的新陈代谢至关重要。科学家们发现，它大部分存在于线粒体中，但它是如何到达这些细胞能量中心的尚不清楚。耶鲁大学的研究人员现在已经确定了将辅酶a移动到线粒体的运输系统，解决了一个长期存在的生物学难题。这一发现可以帮助研究人员更好地了解与代谢功能障碍和线粒体问题有关的疾病。
人体从维生素B5中产生一种分子，这种分子在新陈代谢中起着核心作用，新陈代谢是维持细胞存活和功能的化学反应网络。如果身体不能正常产生这种分子，后果将是广泛的。它产生的问题会扰乱许多器官系统，并与几种疾病有关。科学家们已经知道，这种被称为必需辅助因子辅酶A （CoA）的分子大部分存在于线粒体中，线粒体是细胞中负责产生能量和管理新陈代谢的结构。事实上，多达95%的辅酶a集中在线粒体中。然而，研究人员长期以来一直不确定辅酶a实际上是如何到达这些细胞能量中心的。耶鲁大学研究人员发表在《自然-代谢》杂志上的一项新研究表明，辅酶A是通过特定的细胞机制转运到线粒体中的。该团队还确定了负责将分子移动到这些产生能量的结构中的运输系统。了解这一过程最终可以帮助科学家确定何时何地治疗应该针对与CoA功能障碍相关的疾病。线粒体如何导入辅酶A确定辅酶a如何到达线粒体一直具有挑战性，因为这种分子很少单独存在于细胞内。作为辅因子，辅酶a附着在许多其他分子上。当这些组合形成时，它们产生了称为CoA共轭物的化合物，它们具有不同的化学结构。资深作者、耶鲁大学医学院细胞和分子生理学副教授、耶鲁大学西校区系统生物学研究所成员沈红英博士说：“这使得对CoA的研究和整体理解变得困难。”为了克服这一障碍，沈的实验室开发了一种新的策略来分析细胞中CoA缀合物的全部范围。这种方法依赖于质谱分析，这种技术使科学家能够高精度地检测和测量不同的分子。利用这种方法，研究小组在整个细胞中鉴定了33种CoA偶联物，在线粒体中鉴定了23种。下一个问题是，在线粒体内发现的辅酶a缀合物是在那里产生的，还是从细胞的其他地方运输进来的。进一步的实验提供了一个重要的线索。产生辅酶a所需的酶主要位于线粒体外。此外，当研究人员创造出缺乏负责移动辅酶a的分子转运体的细胞时，线粒体内辅酶a的数量急剧下降。沈教授说：“这些发现有力地支持了辅酶a被输入线粒体的观点，而这些转运蛋白是这一过程所必需的。”为什么辅酶A对疾病很重要这一发现提高了科学家对辅酶a如何发挥作用以及细胞如何将其运送到最需要它的地方的理解。这一知识也为了解这一过程的中断如何导致疾病提供了洞见。例如，产生辅酶a转运体的基因突变与脑肌病有关，脑肌病可能涉及发育迟缓、癫痫和肌肉张力降低。帮助产生辅酶a的酶的突变也与神经退行性疾病有关。Shen和她的同事们现在正在研究线粒体内的CoA水平是如何在特定的细胞类型（如神经元）中被调节的。他们还想了解这种调节的问题是如何导致疾病的。“在大脑疾病的背景下，如神经变性和精神疾病，有一个新兴的想法，线粒体代谢失调是一个因素，”沈说。她指出，她对维生素B5等微量营养素的兴趣是耶鲁大学代谢研究悠久历史的一部分，可以追溯到一个多世纪前的拉斐特·孟德尔博士。前斯特林生理化学教授，他在20世纪10年代中期发现了维生素A和维生素B复合物。“我们希望通过我们对细胞代谢的深入了解，为这些疾病的诊断和治疗提供新的方向。”
