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        一種具有令人驚訝的雙重功能的酶
        
			
        
				2019-05-05 10:23:49
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        波恩大學的科學家們澄清了神經(jīng)酰胺合酶的驚人雙重功能。該酶不僅催化重要脂質(zhì)生成的中心步驟，還具有開啟或關閉脂質(zhì)代謝相關基因的能力。該研究發(fā)表在Cell Reports上。
        

        一種具有令人驚訝的雙重功能的酶
        

        神經(jīng)酰胺合成酶將脂肪酸與某些氨基酸連接起來形成所謂的神經(jīng)酰胺。這些在生物體中具有許多重要功能。它們的重要性如此之大，以至于生產(chǎn)它們的酶在數(shù)百萬年的進化中幾乎沒有變化。例如，果蠅果蠅的神經(jīng)酰胺合成酶與人類非常相似。然而，與僅幾毫米大小的昆蟲相比，我們有六種不同的酶變體。
        

        然而，果蠅是研究神經(jīng)酰胺合成酶的理想選擇。昆蟲現(xiàn)在甚至可以提供一個困擾分子生物學家一段時間的問題的答案。因為大多數(shù)神經(jīng)酰胺合成酶不僅具有一個區(qū)域用于將脂肪酸與氨基酸結合：“除了這個催化中心，神經(jīng)酰胺合成酶通常還具有所謂的同源域，”LIMES的講師Reinhard Bauer博士解釋說。波恩大學研究所。
        

        同源域是通常與DNA結合的蛋白質(zhì)區(qū)域。它們主要存在于轉(zhuǎn)錄因子中。這些是附著在DNA上的蛋白質(zhì)，因此可以防止某些基因被讀取。然而，到目前為止，人們一直認為神經(jīng)酰胺合成酶根本不與DNA接觸。那么同源域的目的是什么呢?
        

        神經(jīng)酰胺合成酶關閉參與脂質(zhì)代謝的基因
        

        “我們能夠證明果蠅中的神經(jīng)酰胺合成酶也錨定在細胞核的內(nèi)膜中，”該研究的第一作者Mariangela Sociale解釋道。在所有動物中，細胞核充當一種包含DNA并因此包含遺傳信息的文庫。細胞當前需要的基因的轉(zhuǎn)錄物在細胞核中產(chǎn)生。“神經(jīng)酰胺合成酶可以在這里結合DNA的某些區(qū)域，并關閉特定的基因，”Sociale說。
        

        然而，合成酶不是任意做的，而是取決于蒼蠅的營養(yǎng)狀況。如果蒼蠅正在挨餓，那么神經(jīng)酰胺合成酶會釋放它。因此，其中一個作用是現(xiàn)在可以讀取脂肪酶3的基因。脂肪酶3將脂肪分解成其組分，然后可用于產(chǎn)生能量。然而，如果有足夠的食物，脂肪酶3的基因仍然被阻斷。脂肪不會分解，而是在專門的儲存庫中作為能量儲存物沉積更少的時間。“因此，神經(jīng)酰胺合酶在脂質(zhì)代謝中具有重要的控制功能，”Bauer強調(diào)說。
        

        幾年前，LIMES研究所的科學家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種突變，導致果蠅減肥。研究人員因此將這種基因突變命名為“Schlank”，意思是德語中的“苗條”。“我們現(xiàn)在知道同源域內(nèi)的突變可以導致這種Schlank表型，”Bauer解釋道。“結果，酶不能再與DNA結合。”即使營養(yǎng)條件有利，蒼蠅也會不斷形成脂肪酶3。因此無法建立一個胖子倉庫。
        

        有趣的是，當研究人員將完整的小鼠神經(jīng)酰胺合成酶基因插入Schlank果蠅時，這種效應就消失了。“因此，小鼠基因顯然也能夠調(diào)節(jié)蒼蠅中的脂肪酶活性，”鮑爾博士解釋說。“這取決于營養(yǎng)狀況。這表明同源域在哺乳動物中起作用，并且可能在人類中也與其在果蠅中的作用相似。”
        

        因此，神經(jīng)酰胺合酶通?？梢允侵|(zhì)代謝中的中心控制中心。這將使同源域成為有希望的藥物新目標，例如抗肥胖或糖尿病。神經(jīng)酰胺合酶的轉(zhuǎn)錄因子功能也可能在其他疾病中發(fā)揮作用，例如罕見的，無法治愈的Zellweger綜合征。
        
			

			
          
        
			
        
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