乙酰基,作为一种修饰其他分子团的酰基官能团,对于生命进程起着至关重要的作用:它能激活和抑制体内的蛋白质,从而调控基因的表达。最新的研究表明,乙酰基远远要比科学家先前所相信的影响力更为强大。如果学会控制乙酰基,我们可能能得到更新更强大的治疗疾病的方法。

美国加州大学圣迭戈分校的生物化学专家管坤良和他的团队通过研究从肝组织中取得的蛋白质后发现,上千种蛋白质均被乙酰基所修饰,即“乙酰化”,其中包括与物质代谢密切相关的各种酶。试验结果显示,通过乙酰化我们能够调控机体对能量的获取。机体出现代谢障碍会导致各种疾病,如糖尿病、癌症、肥胖等, 管坤良说:“我们希望通过使用乙酰化,能够达到预防和治疗疾病的目的。”

与此同时,哥本哈根大学生物化学专家Chunaram Choudhary正在研究人类肿瘤细胞,在他识别出的1750种乙酰化蛋白质中,有240种在管坤良的研究结果中被证实。Choudhary说,采用乙酰基的手段对蛋白质有意识地进行“开”和“关”,可能是一种简单而高效的治疗人类某些疾病的机会和方法。

 不管乙酰基是不是我们身体的总开关,用它来治病都还为时尚早。但是生物见习松鼠歪歪说,蜜蜂早就不自觉地利用这个开关了。一模一样的基因型,为什么有的蜜蜂就成了工蜂,有的蜜蜂就成了蜂后呢?那是因为蜂后她吃了蜂王浆啊。蜂王浆之所以能“封王”,就是因为它里面的一些成分可以影响组蛋白的甲基或乙酰修饰,和DNA的甲基修饰,也就是影响了加乙酰基的过程,从而开启或者关闭了某些待定基因。不光是蜜蜂,通过控制食物,科学家还能把基因组成完全相同的多胞胎小鼠,培养成体色和胖瘦完全不同的样子。

乙酰修饰在歪歪研究的表观遗传学 ( epigenetics ) 领域现在可以说是一大热门。乙酰修饰主要有两个作用。

第一个作用不属于表观遗传学,主要是说乙酰化能帮助化学小分子产生活性。一坨有机小分子,插上或者拔下乙酰,就可以影响它要不要参加某些代谢活动。比如说,乙酰辅酶A吧。它是一种参与能量代谢的辅酶,而在没有乙酰化的情况下,它只是潜力股辅酶A,还没有活性。文中说:“通过乙酰化我们能够调控机体对能量的获取”,说的应该就是这个过程。也有论文说,一些乙酰转移酶会调节线粒体蛋白合成和功能,如此也能影响能量代谢过程。

第二个作用,乙酰化可以帮助基因更好地表达,这个就属于epigenetics了。我们知道DNA以双螺旋结构形成一条长链,缠绕在组蛋白上面,再经过多级螺旋压缩,最后形成非常致密(condense)的染色体。

……小编思维奔逸到17号的“蝙蝠云雨搞笑诺贝尔”讲座……细节帝动物学松鼠张劲硕描绘的蛇的交配跟右边这个图好像啊…… 

有的时候DNA和组蛋白缠绕的太紧密了,以至于很难干涉它的内部。怎么办呢?必须从内部瓦解——关门,放乙酰!发生在组蛋白上的乙酰化就会为这种螺旋压缩的过程形成阻碍,不让他们那么紧密团结在组蛋白周围。这就好像你用一根绳子去缠绕一个木棒,如果木棒上面多了很多突起,绳子之间是不是就不会那么紧密了呢?

这样不那么致密的染色质就能允许转录因子顺利进入,结合到特定的启动子上了,从而启动基因的表达。文章中提到的“采用乙酰基的手段对蛋白质有意识地进行‘开’和‘关’"应该就是讲的这个过程。这些组蛋白本身只组成染色体,不参与细胞或集体水平的生命活动,比如能量代谢、蛋白合成什么的。但这些装备了乙酰的组蛋白,通过epigenetic的控制,掌握了调节DNA中众多参与生命活动基因表达的大权,所以宏观上看来乙酰基就成为了“身体控制的总开关”。

尽管如此,歪歪觉得如文中总结的乙酰基是“身体控制的总开关”这个说法有点过头, 不过,这也是一个很有潜力的研究方向,每个人都觉得自己的研究方向无比重要呢~

资讯栏目提供的内容五花八门,其中很多基础研究的结果大多不能马上应用,一种药物或治疗方法在普遍地用于病人之前需要很多研究,有些药物可能会被发现疗效不如预期,或者有问题而被淘汰。我们会尽量追踪这些研究的进展,也欢迎大家来电来函报料。谢谢!

消息来源:discover网站10月3日报道

图片来自 discover网站

hailang444 编译,崔略商  审稿

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3 Responses to “我们身体的总控制开关是乙酰基?”

  1. taraka说道:

    呵呵 乙酰胆碱也是胆碱乙酰化后形成的吧~
    不明白蛋白质的修饰如此多,为什么乙酰化就这样重要呢

  2. hailang444说道:

    投的稿居然连个网站链接都不给留,太伤心了

  3. 资讯小分队说道:

    加上链接了