每**的每一分鐘，我們的身體都在適應(yīng)每一刻的需要。當(dāng)我們過(guò)度攝入碳水化合物、運(yùn)動(dòng)或生病時(shí)，我們細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)會(huì)啟動(dòng)、放慢或改變策略，以便我們擁有我們需要的能量和力量。
所有這些都是在我們不知不覺(jué)中發(fā)生的，這也許解釋了為什么人們對(duì)身體如何感知和應(yīng)對(duì)這些持續(xù)的需求了解甚少。為了尋求這個(gè)問(wèn)題的答案，來(lái)自美國(guó)猶他大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)的研究人員在一項(xiàng)新的研究中在我們的細(xì)胞內(nèi)開(kāi)辟了一個(gè)全新的世界。他們揭示了一個(gè)巨大的相互作用網(wǎng)絡(luò)，表明細(xì)胞如何實(shí)時(shí)調(diào)整以承受對(duì)我們健康的壓力。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2023年3月10日的Science期刊上，論文標(biāo)題為“Protein-metabolite interactomics of carbohydrate metabolism reveal regulation of lactate dehydrogenase”。
論文通訊作者、猶他大學(xué)生物化學(xué)系教授Jared Rutter博士說(shuō)，“我們發(fā)現(xiàn)大自然是如何進(jìn)化到給自己的蛋白和途徑‘下藥’的。通過(guò)跟隨大自然的腳步，我們正在學(xué)習(xí)如何制造更好的****?！盧utter說(shuō)，在更基本的層面上，這一進(jìn)展加深了對(duì)細(xì)胞和我們身體如何工作的認(rèn)識(shí)。
新前沿
這項(xiàng)新研究中描述的相互作用網(wǎng)絡(luò)代表了細(xì)胞中一個(gè)未被重視的調(diào)節(jié)層，它來(lái)自一個(gè)意想不到的來(lái)源。近20年來(lái)，Rutter實(shí)驗(yàn)室一直在研究新陳代謝，即即產(chǎn)生能量并構(gòu)建保持細(xì)胞平穩(wěn)運(yùn)行的基本成分的化學(xué)反應(yīng)。他們的新研究發(fā)現(xiàn)，這些化學(xué)反應(yīng)的中間產(chǎn)物不僅僅是人們長(zhǎng)期以來(lái)認(rèn)為的被動(dòng)的構(gòu)成單元和細(xì)胞的燃料來(lái)源。
相反，這些中間產(chǎn)物與其他代謝物一起構(gòu)成了一個(gè)龐大的哨兵網(wǎng)絡(luò)，監(jiān)測(cè)環(huán)境并在需要時(shí)提示細(xì)胞適應(yīng)。它們通過(guò)與蛋白相互作用并改變它們的工作方式來(lái)做到這一點(diǎn)。一頓大餐是否在體內(nèi)輸送了太多的碳水化合物？還是過(guò)多的脂肪？就像引導(dǎo)火車(chē)駛?cè)胄萝壍赖蔫F路開(kāi)關(guān)一樣，這些蛋白-代謝物的相互作用改變了代謝操作，以分解這些營(yíng)養(yǎng)物并穩(wěn)定路線。
代謝產(chǎn)物與烯醇化酶、延胡索酶和其他碳水化合物代謝酶之間的相互作用。圖片來(lái)自Science, 2023, doi:10.1126/science.abm3452。
論文**作者Kevin Hicks博士開(kāi)發(fā)了一種稱(chēng)為MIDAS的新技術(shù)，它揭示了這種作為環(huán)境線索和細(xì)胞代謝之間接口的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的艱巨性，這種調(diào)控網(wǎng)絡(luò)被稱(chēng)為蛋白-代謝物相互作用組（protein-metabolite interactome）。這種高度靈敏的技術(shù)確定了從未見(jiàn)過(guò)的蛋白-代謝物相互作用。對(duì)參與將碳水化合物轉(zhuǎn)化為燃料的33種人類(lèi)蛋白的分析發(fā)現(xiàn)了它們與代謝物的830種相互作用。鑒于細(xì)胞中有成千上萬(wàn)的蛋白，預(yù)測(cè)這種調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的全部規(guī)模會(huì)大得多。
Hicks，“令人驚訝的是，我們對(duì)這些相互作用的程度了解得如此之少。我們正在將我們對(duì)這種生物網(wǎng)絡(luò)的理解推向新的方向?！?
代謝過(guò)程失控可能導(dǎo)致**。Rutter和Hicks說(shuō)，揭示這種調(diào)控網(wǎng)絡(luò)中更多的相互作用將導(dǎo)致更好地理解**的根源，并且有助于開(kāi)發(fā)新的**方法以便使失控的代謝過(guò)程恢復(fù)正常。（生物谷 Bioon.com）
