Um metabólito de enxofre comum com atividade antioxidante parece ser formado com a ajuda de uma enzima encontrada na mitocôndria, destacando uma área potencial de pesquisa para tratamentos futuros de várias doenças.

Os pesquisadores ganharam uma nova visão sobre a formação de um grupo de compostos encontrados em quase todos os organismos, que se mostra ser um poderoso antioxidante que protege as células dos danos dos radicais livres. Eles descobriram que esses compostos também eram essenciais para apoiar o metabolismo energético mitocondrial, que é conhecido como respiração de enxofre, e identificou-o pela primeira vez em humanos e outros mamíferos.

Os compostos, tais como hidropersulfeto de cisteína (CysSSH) e outros persulfetos, estão amplamente presentes nas células da maioria dos organismos, de unicelular a humanos, e até mesmo no ambiente natural e nos alimentos. Acredita-se que eles atuem como um antioxidante que protege as células dos radicais livres prejudiciais, que são subprodutos da atividade celular normal ou poluentes, e pode causar várias doenças, como câncer. Contudo, como essas moléculas reativas de enxofre são formadas, ou que papel eles desempenham exatamente dentro dessas células, não foi bem compreendido.

Uma equipe de pesquisadores da Tohoku University, trabalhando com colegas no Japão, Hungria, o Reino Unido, e os Estados Unidos, localizado em uma via para a formação de CysSSH dentro das células, publicando suas descobertas em Nature Communications . Eles descobriram que o aminoácido L-cisteína atuou como um bloco de construção inicial para a síntese de CysSSH, através de uma reação catalisada por cisteinil-tRNA sintetases (CARSs), uma família de enzimas presentes na maioria das células de mamíferos.

Existem dois tipos diferentes de enzimas CARS:uma está presente no citoplasma das células e a outra dentro da mitocôndria. Os pesquisadores desativaram os genes que produzem as variantes da enzima em camundongos e humanos. Eles descobriram que a enzima dentro da mitocôndria é responsável pela produção da maioria de CysSSH e outros persulfetos.

Depois que a enzima é produzida dentro da mitocôndria, ele viaja para fora do citoplasma da célula, onde catalisa a reação que produz CysSSH, os pesquisadores descobriram. A enzima dentro da mitocôndria também é responsável por produzir energia e manter as mitocôndrias, que geralmente é chamada de força motriz das células.

Ao identificar os papéis duplos que os CARS desempenham, os pesquisadores revelaram sua importância na defesa antioxidante e na produção de energia. Eles permitem um caminho dentro das células que suportam a respiração de enxofre sem a necessidade de oxigênio. Isso pode abrir caminho para pesquisas sobre como as enzimas podem ajudar a tratar doenças resultantes de um aumento de oxidantes ou por meio de disfunção mitocondrial, como diabetes, doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), aterosclerose, e doenças cardiovasculares. Isso pode prolongar a vida e aumentar a qualidade de vida e pode até fornecer novos locais para o diagnóstico de câncer, prevenção e tratamento.