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我科学家揭示生命新陈代谢“乙酰化”奥秘 ２月１９日出版的国际权威期刊《科学》杂志同时发表了复旦大学有关这项研究的两篇论文，题目分别为《代谢酶的乙酰化协调碳源的利用和代谢流》和《蛋白赖氨酸的乙酰化调控》。《科学》杂志同时配发评论认为，中国科学家进行的这项研究，开辟了生命代谢研究的新领域，为开发调控代谢的药物研究提供了新的思路，为包括肿瘤在内的新的治疗手段发展提供了可能。 给“士兵”配备不同武器 什么是乙酰化修饰？对此，专家解释，人体最基本的结构与功能单位是细胞，而细胞主要通过蛋白质来执行复杂的任务，延续人体机能，蛋白质就像在各种活动中直接上阵的“大兵”。但它们可不是“赤手空拳”，必须得经过“修饰”，也就是说，针对信号传导、能量代谢等不同“战场”，蛋白质需要配备上不同武器装备，即在蛋白质大分子上嫁接一个化学基团。 蛋白质执行不同的任务需要进行不同的“嫁接”，这种嫁接的过程就可称为“修饰”。如嫁接上磷酸基团的就是磷酸化蛋白质，而一旦蛋白质“被嫁接”上一种叫“乙酰基”的分子，它就“被修饰”成了乙酰化蛋白质。 人体内还有几十种甚至上百种“修饰”，比如磷酸化修饰、甲基化修饰，乙酰化修饰只是其中之一。 科学界对“乙酰化修饰”的认识经历了漫长和艰苦的道路。 对于这项研究，早期一般认为，乙酰化修饰功能仅仅是人体脂肪代谢中的小小配角。然而十多年前，学界就有人预测乙酰化修饰的功能应远不止于此。 复旦大学生物医学研究院分子细胞生物学研究室的研究团队在这一预测基础上深入探索。他们的研究结果表明，蛋白质的乙酰化修饰不是少数，如在人的重要代谢器官肝脏细胞中有超过1000个蛋白是被乙酰化修饰的，远远多于此前所知的76种。而在原核类菌这一原始低等生物中同样存在着不少乙酰化蛋白。 这意味着，乙酰化修饰极可能影响着细胞生理状态下各个方面，同时普遍存在于人体的代谢酶之中，调节代谢通路及代谢酶的活性。 复旦大学的新突破 其实，早在40多年前，科学家就发现了蛋白质“乙酰化修饰”现象，但对其功能认识很局限。复旦大学生物医学研究院分子细胞生物学研究室在熊跃、管坤良两位教授的带领下，经过赵世民、雷群英等科学家的潜心研究，欣喜地发现生命代谢过程中的蛋白质“乙酰化修饰”现象远远比人们原先认识的广泛得多，极可能影响着细胞生理状态下各个方面的广泛修饰。 他们的研究突破在于以下这几方面： 蛋白质的乙酰化修饰不是少数，极可能影响着细胞生理状态下各个方面的广泛修饰，譬如在人的肝脏细胞中有超过1000个蛋白是被乙酰化修饰的，其中超过900个是新发现的，改写了原来西方编写的教科书中的传统概念。这对科学家未来深入研究这一领域，无疑具有突破性的里程碑意义。 首次发现了乙酰化修饰普遍存在于人体的代谢酶之中，并且调节代谢通路及代谢酶的活性。据相关专家介绍，由于蛋白质修饰后的调控功能与各类药物在人体中的效用发挥息息相关，这一新发现，将为现实生活中各类药物或维生素的使用提供重要的依据。 复旦科研人员还发现，乙酰化对代谢的调控发生在从低等原核细胞到包括人在内的高等哺乳动物的“后修饰”过程，因此，可以认为这一过程是在生命进化进程中极为保守的。 还有另一个重要发现是，蛋白质的乙酰化具有很高的功能特异性――在代谢器官（如肝）中代谢酶被高度乙酰化，而在白血病中参与肿瘤发生的信号通路蛋白也被高度乙酰化。据介绍，这一最新发现指明，人们应该针对不同的疾病或不同的组织功能筛查乙酰化修饰蛋白质图谱，从而有可能以不同的蛋白质修饰特性与特点指导有关疾病临床新药的研发，使未来的药物更加能够针对“病灶”“对症下药”，从长远来看，复旦的这一发现将为百姓的健康带来更多的福音。 药物面世还有“很长的路要走” 尽管研究取得以上突破，但对于有关“乙酰化修饰药物”何时真正面世，研究人员却语出谨慎，都表示“可能还有很长的路要走”。 论文第一作者赵世民教授表示，他们还在研究中发现乙酰化的蛋白质有很高的特异性，也就是说不同疾病的乙酰化蛋白质不同，这就好比打靶，靶点不明，调控无从下手，并且调控的度也不好把握。他说：“一个个去研究新发现的几百个、甚至更多的乙酰化蛋白和它们的特点是未来重点要研究的。” 而在中国科学院院士、复旦大学生物医学研究院院长贺林看来，人体８０％左右的疾病都是代谢病，我国科学家这项研究有助于人们进一步了解人体疾病的本质，为人们针对不同疾病开发临床新药提供了一系列“遐想”。生物医学研究院的主要任务，就是面向老百姓的健康和治病中的科学与技术问题，通过以转化医学为目标的研究，为老百姓疾病的防诊治提供新的理论依据、技术和方法、医疗和诊治手段。 |
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