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复旦团队发现生命新陈代谢“乙酰化”新机制

2010-02-22 14:52 复旦大学科研团队 科学新闻 阅读 0
核心摘要: 复旦大学赵世民和雷群英团队在《科学》上发表两篇论文,揭示蛋白质乙酰化修饰对代谢的全局调控机制。研究发现大量非细胞核代谢酶存在保守的乙酰化修饰,精细调控糖酵解、三羧酸循环等通路,为肝病、肿瘤等代谢疾病的药物研发提供新靶点。该成果颠覆了传统认识,开辟了代谢调控研究的新方向。

人体80%的疾病与代谢异常密切相关,揭示代谢调控的分子机制对于疾病治疗具有重大意义。2010年2月19日,国际顶级期刊《科学》(Science)同时刊发了复旦大学科研人员关于生命新陈代谢乙酰化作用新机制的两篇研究论文,分别为《代谢酶的乙酰化协调碳源的利用和代谢》和《蛋白赖氨酸的乙酰化调控》。这些研究阐明了蛋白质乙酰化修饰在代谢调控中的核心作用,为肝病、肿瘤等代谢性疾病的药物研发提供了全新思路。

该研究成果来自复旦大学生物医学研究院分子细胞生物学研究室的赵世民教授和雷群英研究员团队。人体细胞主要通过蛋白质执行复杂的调控功能,而蛋白质在发挥功能前通常需要经历翻译后修饰,其中乙酰化修饰——即在蛋白质赖氨酸残基上添加乙酰基——是最重要且最保守的修饰方式之一。乙酰化修饰能够精确调节细胞内的代谢通路,协调碳源利用与能量代谢,从而响应营养状态和生理需求。此前,科学界普遍认为乙酰化主要发生在细胞核内,参与染色体结构调控和转录因子激活;但赵世民和雷群英团队通过高通量蛋白质组学分析及跨物种代谢通路比较,发现大量非细胞核蛋白(尤其是代谢酶)在进化上保守地发生乙酰化修饰,揭示了乙酰化对代谢的全局性调控功能

研究进一步指出,乙酰化修饰通过改变代谢酶的活性、稳定性和亚细胞定位,精细调控糖酵解、三羧酸循环、脂肪酸氧化等关键代谢过程。这种调控机制在从细菌到哺乳动物的多种生物中高度保守,提示其在生命进化中的核心地位。鉴于代谢紊乱与肿瘤、糖尿病、非酒精性脂肪肝等疾病密切相关,该发现为开发针对代谢酶乙酰化状态的药物提供了崭新的分子靶点。《科学》杂志评论称,这一工作为代谢疾病的治疗策略开辟了新的方向,尤其为肿瘤代谢干预提供了可能。

参考文献:1. Zhao S, et al. Regulation of cellular metabolism by protein lysine acetylation. Science. 2010;327(5968):1000-1004. 2. Wang Q, et al. Acetylation of metabolic enzymes coordinates carbon source utilization and metabolic flux. Science. 2010;327(5968):1004-1007.

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