Пролин — заменимая аминокислота, метаболизм которой всё чаще признаётся ключевым регулятором митохондриальной функции, окислительно-восстановительного баланса клетки и стрессового ответа с важной ролью при ряде заболеваний, особенно при раке. Центральными ферментами метаболизма пролина являются пролиндегидрогеназа (PRODH) и Δ1-пирролин-5-карбоксилатредуктаза (PYCR): две изоформы PRODH — PRODH1 и PRODH2 — катализируют первый этап катаболизма пролина и гидроксипролина соответственно, а три изоформы PYCR — PYCR1, PYCR2 и PYCR3 — катализируют последний этап синтеза пролина. Однако субклеточная локализация этих ферментов оставалась не до конца определённой.
Авторы использовали клеточную линию аденокарциномы лёгкого для детальной характеристики субклеточной локализации ферментов метаболизма пролина с помощью клеточного фракционирования, карбонатной экстракции, протеиназа-K-опосредованного переваривания и иммунофлуоресцентной микроскопии.
Результаты показали: PYCR1 и PYCR2 локализуются в митохондриальном матриксе, тогда как PYCR3 — в цитоплазме. Катаболические ферменты PRODH1 и PRODH2 локализуются во внутренней митохондриальной мембране, при этом PRODH2 экспонирован в межмембранное пространство.
Эти данные создают основу для исследования метаболизма пролина при раке и могут объяснить роль компартментализации метаболических путей в онкогенезе.