人體適應不斷變化的條件和改變生理需求的能力對於其生存至關重要。為了確保細胞性能和整個生物的健康,每個細胞必須能夠處理受損或不必要的蛋白質。
現在,哈佛醫學院布拉瓦特尼克研究所(HMS)的一項研究表明,劇烈運動,禁食和多種激素可以激活細胞的內置蛋白質處理系統,並增強其清除有缺陷,有毒或不需要的蛋白質的能力。蛋白質。
該發現於2月19日發表在PNAS上,揭示了一個以前未知的機制,該機制是由荷爾蒙水平的波動觸發的,這表明生理狀況的變化。
研究的資深作者阿爾弗雷德·戈德伯格說:“我們的發現表明,人體具有一種內置的機制來提高負責廢物蛋白質清除的分子機制,這對於細胞適應新條件的能力至關重要。”以及布拉瓦特尼克研究所(Blavatnik Institute)細胞生物學教授。
清潔疾病和健康中的蜂窩房屋
細胞蛋白質處理機制的故障會導致錯誤折疊的蛋白質積聚,從而使細胞阻塞,干擾其功能,並隨著時間的流逝而加速疾病的發展,包括神經退行性疾病,如肌萎縮性側索硬化症和阿爾茨海默氏病
細胞用於清除垃圾蛋白質的研究最好的生化系統是泛素-蛋白酶體途徑。它涉及用泛素分子標記有缺陷或不需要的蛋白質,這一過程稱為“死亡之吻”,將其標記為被稱為26S蛋白酶體的細胞蛋白質處理單位破壞。
戈德堡實驗室過去的研究表明,金大發娛樂城可以通過提高cAMP分子水平的藥理學來激活啤酒。cAMP是引發細胞級聯反應的化學觸發物,導致細胞內蛋白質降解,進而開啟了酶蛋白激酶A。實驗室先前的研究發現,cAMP -刺激性藥物增強了對有缺陷或有毒蛋白質的破壞,特別是可以導致神經退行性疾病的突變蛋白質。
然而,新發現表明,生理狀態的變化和激素的相應變化可以獨立於藥物來調節這種質量控製過程。 Goldberg的實驗室以前集中精力於抑製過度活躍的蛋白質分解-過度去除蛋白質會導致癌症患者的肌肉萎縮或引起多種類型的肌肉萎縮。實際上,蛋白酶體抑製劑藥物Goldberg及其團隊開發的用於降低蛋白質處置活性的方法已被廣泛用於治療多發性骨髓瘤,多發性骨髓瘤是一種常見的血液癌,其特徵在於蛋白質積累異常和蛋白酶體過度勞作。
相比之下,研究小組的最新工作側重於開發相反的療法-在太慢的情況下激發細胞的蛋白質處理機制。這些最新發現至少在概念上為精確地進行此類治療打開了大門。
“我們相信我們的發現為新天下娛樂城 這項研究的首席研究員,布拉瓦特尼克研究所(Blavatnik Institute)細胞生物學的博士後約旦(Jordan VerPlank)說,“開發利用細胞天然的蛋白質處置能力,從而增強對引起疾病的有毒蛋白質的清除的療法。”這樣的處理不一定涉及新分子的設計,而是刺激細胞的內在質量控制能力。
戈德伯格說:“這確實是一種新的方法,可以查看我們是否可以打開蜂窩式吸塵器。” “我們認為這將需要開發新型分子,但我們並沒有真正意識到我們的細胞會不斷激活這一過程。
他說:“它的美麗和令人驚訝的是,這樣的新療法可能涉及攪動天然的內源性途徑並利用人體原有的能力進行質量控制。”
眾所周知,運動具有許多有益的作用,但是運動娛樂城推薦ptt搜索者說,新發現暗示了 註冊送彩金運動和禁食還可能有助於降低發生與錯折疊的蛋白質積聚有關的狀況的風險,例如阿爾茨海默氏症和帕金森氏症。研究小組指出,這種可能性仍有待探索。
在他們的實驗中,研究人員分析了運動對劇烈騎自行車前後四名人類誌願者大腿肌肉細胞的影響。運動後,這些細胞的蛋白酶體顯示出更多的蛋白質降解增強的分子標記,包括更高水平的cAMP。在麻醉的大鼠的後腿反复受刺激收縮的肌肉中觀察到相同的變化。
禁食-即使是短暫的禁食-對細胞的蛋白質分解機制也會產生類似的影響。空腹增加禁食12小時的小鼠肌肉和肝細胞中贏家娛樂城的蛋白酶體活性,相當於過夜禁食。
在另一輪實驗中,研究人員將小鼠的肝細胞暴露於胰高血糖素,胰高血糖素是在食物匱乏期間或每當血糖水平下降時,刺激葡萄糖生成的細胞和組織的燃料。研究人員觀察到,胰高血糖素暴露可刺激蛋白酶體活性,並增強細胞破壞錯誤折疊蛋白的能力。
暴露於戰鬥或逃跑激素腎上腺素產生了類似的效果。腎上腺素,也稱為腎上腺素,負責在生理壓力期間刺激肝臟和肌肉動員能量儲備,以提高心率和肌肉強度。用腎上腺素處理的肝細胞顯示cAMP顯著增加,以及26S蛋白酶體活性和蛋白質降解增強。腎上腺素的暴露還增強了活體大鼠心臟中的蛋白酶體活性(蛋白質降解的標誌)。同樣,當研究人員將小鼠腎臟細胞暴露於血管加壓素(一種有助於身體保持水分並防止脫水的抗利尿激素)時,他們也觀察到了更高水平的蛋白質降解。
總之線上娛樂城評價這些發現表明,隨著條件的變化,各種組織中蛋白質的降解速率會迅速上六合彩金額算法升和下降,而這種變化是由激素水平的波動介導的。科學家們指出,這種反應出奇地迅速且短暫。實驗表明,例如,暴露於抗利尿激素會在五分鐘之內觸發腎細胞中的蛋白質分解,並在一小時內降至暴露前水平。研究結果表明,刺激cAMP的各種激素似乎具有改變細胞組成的共同機制。早就知道它們可以修飾基因表達,但是這項最新研究表明,它們還可以通過處理不再需要的539計算公式蛋白質在細胞清潔中起關鍵作用。
經典概念的新轉折
新發現基於對激素的生理作用的觀察結果,該觀察結果由HMS醫師Walter Cannon於近一個世紀前首次提出,並在他的著作《人體的智慧》(The Wisdom of Body)(1932年)中得到了很好的描述。 Cannon最著名的工作包括定義腎上腺素的作用機制及其在戰鬥或逃避反應中的作用。腎上腺素是荷爾蒙之一,其對蛋白質處理機制的作用現已被戈德堡的最新研究所闡明。一次具有像徵意義的巧合是,戈德堡的實驗室佔據了一百年前坎農對同一種激素進行觀察的空間。
戈德伯格說:“我們認為我們的確是一個新古典主義發現,它建立在將近一個世紀前在這座建築物中的發現和觀察結果之上。”
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參考:
Verplank,J.J.,Lokireddy,S.,Zhao,J.,&Goldberg,A.L.(2019年)。 26S蛋白酶體被各種激素和生理狀態迅速激活,這些激素和生理狀態升高cAMP並引起Rpn6磷酸化。美國國家科學院院刊,201809254. doi:10.1073 / pnas.1809254116