PNAS:輔酶A對于細(xì)胞代謝至關(guān)重要
日期:2015-01-16 08:52:38
最近,凱斯西儲大學(xué)和大學(xué)醫(yī)院(UH)凱斯醫(yī)療中心的研究人員及醫(yī)生發(fā)現(xiàn),被稱為輔酶A(coenzyme A)的分子,通過調(diào)節(jié)一氧化氮的作用,在細(xì)胞代謝中扮演一個(gè)關(guān)鍵的角色。細(xì)胞代謝是人體細(xì)胞內(nèi)持續(xù)進(jìn)行的化學(xué)轉(zhuǎn)換過程,可維持生命,代謝中所發(fā)生的改變是人類疾病的一個(gè)常見原因,包括癌癥和心臟病。他們關(guān)于輔酶A作用機(jī)制的研究結(jié)果,發(fā)表在最近的《PNAS》雜志,該研究還發(fā)現(xiàn)了一類新的酶,可調(diào)節(jié)以輔酶A為基礎(chǔ)的反應(yīng)。
本文資深作者、凱斯西儲大學(xué)醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)教授、UH凱斯醫(yī)療中心Harrington發(fā)現(xiàn)研究所主任Jonathan Stamler指出:“在這項(xiàng)研究之前,輔酶A在一氧化氮功能中的控制作用,是完全未知和意料之外的。一氧化氮在身體每個(gè)細(xì)胞和組織中起作用,以影響細(xì)胞功能。我們正努力完成對一氧化氮生物學(xué)的基本控制,來闡明其作用機(jī)制。”
輔酶A參與一個(gè)稱為蛋白質(zhì)亞硝基化的過程,該過程可釋放一氧化氮,以改變細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的形狀和功能,從而改變細(xì)胞的行為。操縱細(xì)胞行為的目的是,使它們的行為適應(yīng)千變?nèi)f化的身體代謝需要。
此外,凱斯西儲大學(xué)和UH研究人員,確定了數(shù)百個(gè)蛋白質(zhì),它們由輔酶A驅(qū)動的蛋白亞硝基化所調(diào)控。許多新發(fā)現(xiàn)的亞硝基化靶點(diǎn),已知可影響細(xì)胞能量生產(chǎn)。因?yàn)檩o酶A本身作為細(xì)胞的一個(gè)能量來源,作者認(rèn)為,亞硝基化可能會影響細(xì)胞的主要構(gòu)建模塊,例如脂肪和糖。
Stamler說:“我們想了解,亞硝基化如何確保一氧化氮在調(diào)控細(xì)胞功能的過程中實(shí)現(xiàn)其特異性。我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一類新酶,它們可通過輔酶A調(diào)節(jié)亞硝基化。我們知道,異常的蛋白質(zhì)亞硝基化是疾病的一種常見因素。我們預(yù)計(jì),這些新酶可能也發(fā)揮一定的作用。”
研究人員通過研究酵母,獲得了這些關(guān)于輔酶A及一類新酶(控制輔酶A亞硝基化蛋白質(zhì)的能力)的結(jié)果。這些新發(fā)現(xiàn)的酶,通過調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝和蛋白質(zhì)亞硝基化的信號機(jī)制,對細(xì)胞代謝產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,特別是在甾醇(膽固醇)的合成。膽固醇水平的變化,是動脈粥狀硬化和阿爾茨海默氏病的常見原因。
Stamler說:“我們很興奮地發(fā)現(xiàn),在哺乳動物中,這些新酶可能提供代謝調(diào)控的入口,為理解細(xì)胞代謝提供了新的途徑和可能性。這類新酶存在于一切活細(xì)胞中,它們控制著代謝信號分子,并調(diào)節(jié)從細(xì)菌到人類等生物的細(xì)胞代謝。”
在接下來的步驟中,Stamler及其他研究人員將確定他們所發(fā)現(xiàn)的每種新酶的特定功能。
關(guān)于這類新酶和輔酶A功能的基本發(fā)現(xiàn),可為科學(xué)研究打開一個(gè)新途徑。這一發(fā)現(xiàn)有望為心臟病及其他疾病患者帶來新的治療方法。
Stamler說:“細(xì)胞代謝是當(dāng)今的一個(gè)熱門話題,因?yàn)榧?xì)胞代謝中的變化,可作為一系列疾病的標(biāo)簽。我們關(guān)于這些細(xì)胞代謝機(jī)制的研究結(jié)果,將加深我們對于健康和疾病的理解。”