Science：細胞中的蛋白-代謝物相互作用組有助身體適應健康壓力

每**的每一分鐘，我們的身體都在適應每一刻的需要。當我們過度攝入碳水化合物、運動或生病時，我們細胞內的化學反應會啟動、放慢或改變策略，以便我們擁有我們需要的能量和力量。

所有這些都是在我們不知不覺中發生的，這也許解釋了為什么人們對身體如何感知和應對這些持續的需求了解甚少。為了尋求這個問題的答案，來自美國猶他大學等研究機構的研究人員在一項新的研究中在我們的細胞內開辟了一個全新的世界。他們揭示了一個巨大的相互作用網絡，表明細胞如何實時調整以承受對我們健康的壓力。相關研究結果發表在2023年3月10日的Science期刊上，論文標題為“Protein-metabolite interactomics of carbohydrate metabolism reveal regulation of lactate dehydrogenase”。

論文通訊作者、猶他大學生物化學系教授Jared Rutter博士說，“我們發現大自然是如何進化到給自己的蛋白和途徑‘下藥’的。通過跟隨大自然的腳步，我們正在學習如何制造更好的****?！盧utter說，在更基本的層面上，這一進展加深了對細胞和我們身體如何工作的認識。

新前沿

這項新研究中描述的相互作用網絡代表了細胞中一個未被重視的調節層，它來自一個意想不到的來源。近20年來，Rutter實驗室一直在研究新陳代謝，即即產生能量并構建保持細胞平穩運行的基本成分的化學反應。他們的新研究發現，這些化學反應的中間產物不僅僅是人們長期以來認為的被動的構成單元和細胞的燃料來源。

相反，這些中間產物與其他代謝物一起構成了一個龐大的哨兵網絡，監測環境并在需要時提示細胞適應。它們通過與蛋白相互作用并改變它們的工作方式來做到這一點。一頓大餐是否在體內輸送了太多的碳水化合物？還是過多的脂肪？就像引導火車駛入新軌道的鐵路開關一樣，這些蛋白-代謝物的相互作用改變了代謝操作，以分解這些營養物并穩定路線。

代謝產物與烯醇化酶、延胡索酶和其他碳水化合物代謝酶之間的相互作用。圖片來自Science, 2023, doi:10.1126/science.abm3452。

論文**作者Kevin Hicks博士開發了一種稱為MIDAS的新技術，它揭示了這種作為環境線索和細胞代謝之間接口的調控網絡的艱巨性，這種調控網絡被稱為蛋白-代謝物相互作用組（protein-metabolite interactome）。這種高度靈敏的技術確定了從未見過的蛋白-代謝物相互作用。對參與將碳水化合物轉化為燃料的33種人類蛋白的分析發現了它們與代謝物的830種相互作用。鑒于細胞中有成千上萬的蛋白，預測這種調控網絡的全部規模會大得多。

Hicks，“令人驚訝的是，我們對這些相互作用的程度了解得如此之少。我們正在將我們對這種生物網絡的理解推向新的方向?！?

代謝過程失控可能導致**。Rutter和Hicks說，揭示這種調控網絡中更多的相互作用將導致更好地理解**的根源，并且有助于開發新的**方法以便使失控的代謝過程恢復正常。（生物谷 Bioon.com）