破譯分子奧秘對控制衰老和疾病的代謝物的新見解
博伊斯湯普森研究所(BTI) 和康奈爾大學的科學家們在生物化學領域取得了重大進展,對酰基亞精胺這一代謝物家族有了新的認識,這可能會改變我們理解衰老和對抗疾病的方式。
這項研究最近發表在《自然化學生物學》上,提出了亞精胺(一種存在于所有活細胞中的長期已知化合物)和去乙酰化酶(一種調節許多生命必需功能的酶家族)之間的意外聯系。
Sirtuins 在過去二十年中一直受到廣泛關注。最近的研究表明去乙酰化酶在各種與年齡相關的疾病中發揮著至關重要的作用。因此,人們對去乙酰化酶與衰老之間的聯系越來越感興趣,這使它們成為旨在改善健康壽命和壽命的治療干預的有希望的目標。
“我們很高興發現與去乙酰化酶相關的細胞代謝的這一意想不到的分支,”該研究的主要作者 、BTI 教授弗蘭克·施羅德 (Frank Schroeder)說。“發現這些以前未表征的亞精胺衍生物可以深入了解這一關鍵途徑的內部運作,并使我們更接近了解線粒體去乙酰化酶的生理功能。”
研究人員采用了一種公正的方法,即比較代謝組學,這是施羅德實驗室十多年來一直在開發的一種方法,來篩選依賴于沉默調節蛋白的代謝變化。該研究揭示了一種名為酰基亞精胺的新型代謝物家族,它們源自多種蛋白質的修飾,其中許多蛋白質在生長和細胞存活中發揮著重要作用。
繼在簡單生物體秀麗隱桿線蟲中發現沉默調節蛋白連接的酰基亞精胺后,研究人員進一步證明,相同的化合物也存在于哺乳動物(包括人類)中。最后,研究小組證明了這些代謝物對線蟲壽命和哺乳動物細胞增殖的直接影響。
“重要的生理功能反映在許多分子指紋中,包括數以萬計有待發現的小分子代謝物。這項工作是揭示我們體內巨大的化學暗物質空間的生物學作用和功能的一步。”施羅德實驗室的研究生、該研究的第一作者張兵森說道。
未來的研究將探討這些發現的機制和藥理學方面,特別是酰基亞精胺如何影響壽命、細胞生長及其與其他代謝途徑的潛在相互作用。
張補充道:“在亞精胺被分離近 350 年后,在了解其結構 100 年后,我們的工作進一步推進了亞精胺家族的集體知識,將其與其他重要的生化過程聯系起來,包括中央能量代謝和氨基酸代謝。”
這是與康奈爾大學獸醫學院韋斯實驗室的研究人員合作進行的研究。這項工作得到了 NIH 和 HHMI 的部分支持。
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