對脂肪代謝功能的新見解

當(dāng)身體的脂肪儲存被激活時會發(fā)生什么?在奧地利科學(xué)基金FWF的支持下，生物化學(xué)家Ruth Birner-Grünberger研究了脂肪分解中激活和調(diào)節(jié)的復(fù)雜相互作用，從而為糖尿病或動脈硬化等疾病的新治療方法提供了基礎(chǔ)。

在耗盡葡萄糖(來自碳水化合物)提供的快速能量后，馬拉松運動員的身體開始燃燒脂肪。當(dāng)人們以低脈沖率連續(xù)運動時，約30分鐘后開始脂解。當(dāng)人們感到饑餓時，同樣的事情就會發(fā)生 - 脂肪細(xì)胞會收到一個激素信號，告訴他們可以提供一個倉庫，并將儲存的脂滴分解成脂肪酸。即使在快速行走期間，這些過程也會以閃電般的速度在身體中發(fā)生。

“激活和控制過程在幾秒鐘內(nèi)啟動。這是唯一可能的，因為不需要創(chuàng)建分解脂肪細(xì)胞所需的蛋白質(zhì)，但只能解鎖，”生物化學(xué)家Ruth Birner-Grünberger說。她研究了三件事：哪些蛋白質(zhì)參與脂肪燃燒，脂肪細(xì)胞中的相互作用，以及它們?nèi)绾伪粍訂T或抑制。

磷酸鹽充當(dāng)開關(guān)

自2002年博士后期以來，Birner-Grünberger一直在研究脂肪分解。在格拉茨醫(yī)科大學(xué)病理學(xué)研究所的研究部門，她開發(fā)了蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)：“它涉及嘗試根據(jù)蛋白質(zhì)在特定代謝中的活性檢測蛋白質(zhì)過程，“她說。

在對脂肪組織和肝臟中脂肪分解酶的初步研究中，她確定了幾種候選藥物：“有幾種脂肪酶，即分解脂肪的蛋白質(zhì)，以及調(diào)節(jié)這一過程的其他蛋白質(zhì)。”對研究人員來說特別引人注目的是他們發(fā)現(xiàn)的磷酸化程度。磷酸化是一種化學(xué)修飾，它將磷酸酯與蛋白質(zhì)結(jié)合，從而起到激活或抑制細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的作用。與每次重新開始蛋白質(zhì)合成或降解相比，這消耗更少的時間和能量。該研究項目旨在回答化學(xué)修飾何時何地解除或抑制脂肪分解中涉及的蛋白質(zhì)的問題。

然而，體外研究不足以解釋脂肪分解蛋白的相互作用。“生物系統(tǒng)是復(fù)雜的，嚴(yán)格控制和位置依賴。我們無法通過在試管中混合脂肪滴，脂肪酶和活化劑來實現(xiàn)完整的圖像，”研究人員解釋說?？茖W(xué)家通過共聚焦激光掃描顯微鏡觀察動物細(xì)胞。

他們發(fā)現(xiàn)組織細(xì)胞中脂肪滴的空間和化學(xué)相互作用的第一步：為了激活第一(三種)脂肪酶，有一系列命令，包括激活劑CGI58和調(diào)節(jié)劑perilipin。當(dāng)脂肪細(xì)胞處于基礎(chǔ)狀態(tài)時，兩種蛋白質(zhì)位于結(jié)合在一起的脂質(zhì)液滴上。用磷酸鹽標(biāo)記后，它們分開;CGl58前往液滴上的另一個位置以激活第一個脂肪酶(ATGL)。作為調(diào)節(jié)劑，perilipin可防止脂肪酶在不需要時被激活。這很有趣，因為脂質(zhì)代謝過度會刺激糖尿病和動脈硬化等常見疾病。如果身體供應(yīng)的能量超過長時間燃燒的能量，

Birner-Grünberger計劃進(jìn)行一項后續(xù)項目，期間她打算使用磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)(即細(xì)胞中數(shù)千種蛋白質(zhì)磷酸化過程的全局分析)來了解哪些能量過程與脂解作用同時受到調(diào)節(jié)，例如糖原降解，并觀察時間序列。“看起來脂肪細(xì)胞能夠在幾分鐘內(nèi)調(diào)整脂肪酸這一事實是必需的以及如何進(jìn)一步處理它們。我們不僅需要它們來提供能量，如運動或饑餓，還需要構(gòu)建細(xì)胞膜和信號分子。“為了進(jìn)行這些分析，項目組還開發(fā)了一種改進(jìn)蛋白質(zhì)組學(xué)評估的方法。數(shù)據(jù)。

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