利用半合成生物傳感器揭示輔酶A代謝平衡
吳長鋒
記者從中國科學技術(shù)大學獲悉，該校生命科學與醫(yī)學部特任教授薛林課題組與國外同行合作，構(gòu)建并利用半合成生物傳感器揭示輔酶A（CoA）細胞內(nèi)的代謝平衡，相關(guān)研究成果近日在線發(fā)表于《自然·化學生物學》。
CoA由維他命B5在體內(nèi)合成，是人體內(nèi)最重要的代謝物（輔酶）之一，其參與體內(nèi)眾多代謝通路，比如三羧酸循環(huán)、氨基酸代謝、蛋白翻譯后修飾以及基因表達調(diào)控等。“已有研究證明，神經(jīng)退行性疾病、肥胖以及腫瘤等代謝性疾病的發(fā)生發(fā)展都與CoA的代謝失調(diào)密切相關(guān)。”薛林介紹。
然而，自1946年細胞內(nèi)的CoA被發(fā)現(xiàn)以來，至今仍未找到能夠在活細胞內(nèi)準確檢測其濃度和分布的有效方法，導致人們對細胞如何調(diào)控CoA的平衡與代謝過程還不明確，與其相關(guān)疾病的分子機制更是知之甚少。
研究人員采用蛋白質(zhì)標記技術(shù)構(gòu)建了針對CoA的半合成生物傳感器。“這種傳感器是由自標記蛋白、熒光蛋白以及CoA受體蛋白構(gòu)成的復合體。其具有熒光，與CoA結(jié)合后熒光顏色會發(fā)生改變，再通過檢測熒光顏色變化從而實現(xiàn)CoA的定量檢測。”薛林解釋說。研究人員進一步利用該傳感器首次實現(xiàn)了活細胞細胞質(zhì)和線粒體內(nèi)CoA的原位分析，揭示了CoA在亞細胞內(nèi)的平衡與代謝調(diào)控機制。利用熒光壽命成像技術(shù)，研究人員還首次實現(xiàn)了對不同細胞系細胞質(zhì)及線粒體內(nèi)游離CoA濃度的準確測定。
薛林表示：“由此，我們?yōu)殚_發(fā)CoA代謝相關(guān)的神經(jīng)及代謝疾病的抑制劑或藥物提供了高效的分子工具，有助于實現(xiàn)對腫瘤等疾病的治療。此外，我也希望CoA傳感器可以被更多生物學家所使用，揭示更多CoA相關(guān)的生命科學問題。”
審稿人認為：“CoA在能量和脂肪代謝中具有核心地位，如何檢測其在細胞內(nèi)的波動長期困擾著生物學家，薛博士及其合作者首次報道了CoA特異性的生物傳感器，直接解決了這些挑戰(zhàn)，并為這些問題提供優(yōu)雅的解決方案。”
