研究人員確定結(jié)腸如何優(yōu)先排毒而不是能源使用
洋蔥,白菜,大蒜。雖然營養(yǎng)豐富,但食用這些食物可能會導(dǎo)致令人尷尬的副作用:有味的腸胃脹氣。硫化氫不僅是有臭味的,它是導(dǎo)致腐爛的雞蛋香氣的化學(xué)物質(zhì),如果以百萬分之700的劑量吸入,會致命。(令人慶幸的是,一陣腸胃氣脹只含有0.001到1 ppm的硫化物。)
硫化氫是一種有毒氣體,在許多工業(yè)職業(yè)中都是突出的危害。它也是人類腸道中發(fā)生的微生物化學(xué)過程的眾多副產(chǎn)物之一,必須進行排毒。在另一個過程中,數(shù)以萬億計的細菌進入我們的結(jié)腸,通過發(fā)酵我們飲食中的不溶性纖維殘留物(例如全谷類和蔬菜中的纖維),制造出一種有用的化學(xué)物質(zhì),稱為丁酸鹽。結(jié)腸內(nèi)壁的細胞使用丁酸作為能量并減少炎癥。
密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一個研究人員小組確定了如何競爭同一種細胞資源的兩個過程-硫化物去除和丁酸鹽利用-在結(jié)腸內(nèi)部保持平衡。
確定優(yōu)先次序?
線粒體是最著名的細胞動力源,它含有幾種有助于產(chǎn)生能量的酶。一種這樣的酶是SQR(硫化物醌氧化還原酶的縮寫),它執(zhí)行了將硫化氫解毒并將其從體內(nèi)清除的第一個關(guān)鍵步驟。
SQR通過去除其中的電子并將其傾倒入輔酶Q10(CoQ10)中來氧化硫化氫,輔酶Q10是體內(nèi)天然存在的化合物。(雖然目前尚無關(guān)于預(yù)防或治療疾病的有效方法的研究,但有人將輔酶Q10作為膳食補充劑。)同時,我們的結(jié)腸細胞利用細菌產(chǎn)生的丁酸酯通過稱為ACADS的酶進行能量生產(chǎn)。 -鏈?;o酶A脫氫酶)。由于ACADS還使用輔酶Q10來傾倒電子,因此產(chǎn)生了一個難題,因為只有這么多的輔酶Q10可以流通。
那么,電池如何優(yōu)先清除有毒氣體而不是產(chǎn)生能量呢?
線索來自結(jié)腸細胞中稱為輔酶A的另一種分子,當(dāng)使用丁酸鹽產(chǎn)生能量時需要此線索。蘭德里(Landry)及其同事指出,幾十年來,眾所周知,ACADS含有與額外的硫結(jié)合的CoA,稱為過硫化CoA。
蘭德里說:“額外的硫表明這種配體來自某個地方,但沒人知道它的來源。”
蘭德里說,當(dāng)CoA過硫化物與ACADS結(jié)合時,它實質(zhì)上阻止了其功能,從而阻止了丁酸酯的利用。他們表明,SQR可以將CoA和硫化氫轉(zhuǎn)化為CoA過硫化物,這將使有毒硫化氫清除的優(yōu)先級高于結(jié)腸細胞產(chǎn)生的能量。
蘭德里說:“硫化物是人體必須不斷應(yīng)對的消化副產(chǎn)物。如果飲食中沒有足夠的纖維,那么硫化物可能會加重硫化氫的作用或使我們產(chǎn)生排毒的能力。”
共同第一作者Sojin Moon,Ph.D. 在Banerjee實驗室和Hanseong Kim博士。在Uhn-Soo Cho博士的相鄰實驗室中發(fā)現(xiàn),人類SQR的晶體結(jié)構(gòu)被各種中間體(化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的物質(zhì))捕獲,提供了反應(yīng)每個步驟的快照,包括電子轉(zhuǎn)移到CoQ10。總的來說,這些快照確定了一種非常規(guī)的硫化物解毒機制。
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