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研究解析肌營(yíng)養(yǎng)不良癥關(guān)鍵性酶功能機(jī)制

2012-09-13 15:08  來源:醫(yī)學(xué)教育網(wǎng)    打印 | 收藏 |
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  來自愛荷華大學(xué)的研究人員在新研究中揭示出了一種肌營(yíng)養(yǎng)不良癥(muscular dystrophies)關(guān)鍵酶的功能機(jī)制,這一研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于推動(dòng)開發(fā)出肌營(yíng)養(yǎng)不良癥的治療新策略具有重要的意義。相關(guān)研究論文發(fā)表在1月6日的《科學(xué)》(Science)雜志上。

  肌肉營(yíng)養(yǎng)不良癥是一類遺傳性疾病,其特征是肌肉組織退行性病變。過去的研究證實(shí)及營(yíng)養(yǎng)不良癥與肌肉蛋白α-dystrogylcan的糖基化異常有關(guān)。沒有糖基化,α-dystrogylcan就不能行使將肌肉細(xì)胞內(nèi)部骨架蛋白與外部基質(zhì)相連接的功能。而這些細(xì)胞外基質(zhì)能夠?yàn)楸Wo(hù)肌膜不被收縮損傷提供重要的結(jié)構(gòu)支持。

  劇烈的肌肉活動(dòng),尤其是當(dāng)伴有拉伸的動(dòng)作例如跑步下坡或下樓梯時(shí),都會(huì)對(duì)肌肉細(xì)胞增加一定的壓力。對(duì)于正常細(xì)胞而言,肌肉蛋白α-dystrogylcan和周圍基質(zhì)直接的連接能夠避免這種壓力造成的傷害。而患有肌營(yíng)養(yǎng)不良的病人則缺乏這種連接從而使得肌肉容易受傷。

  領(lǐng)導(dǎo)新研究的是愛荷華大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子生理學(xué)與生物物理學(xué)系主任及教授、霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員Kevin Campbell博士。Campbell及同事曾在過去的研究中證實(shí)一種稱為L(zhǎng)ARGE的酶是α-dystrogylcan糖基化過程的重要酶,并在小鼠實(shí)驗(yàn)中證實(shí)LARGE功能缺陷的小鼠會(huì)患上一種類型的肌營(yíng)養(yǎng)不良癥。

  此次,Campbell研究小組在此前研究發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步解析了LARGE對(duì)α- dystrogylcan的作用機(jī)制。研究人員證實(shí)LARGE酶將一條重要的糖鏈添加到了α-dystrogylcan蛋白上。這條糖鏈可充當(dāng)“膠水”將 dystroglycan粘附到伴侶蛋白——肌肉中的laminin蛋白和大腦中的neurexin蛋白上,增強(qiáng)了肌肉和大腦等組織細(xì)胞的抗損傷能力。缺失這條糖鏈會(huì)導(dǎo)致dystroglycan無法正常發(fā)揮功能,從而引起及營(yíng)養(yǎng)不良癥及腦畸形等疾病發(fā)生。利用核磁共振分析(NMR),研究人員進(jìn)一步確定了LARGE生成的糖鏈的精確結(jié)構(gòu)。

  Campbell博士說:“LARGE是一種參與維持肌肉細(xì)胞活力的關(guān)鍵酶,我們的研究證實(shí) LARGE將增加一個(gè)獨(dú)特的糖鏈添加到了dystroglycan上,從而增強(qiáng)了肌肉細(xì)胞保護(hù)細(xì)胞膜免受損傷的能力。通過解析該酶的功能,我們最終鑒別出了這條關(guān)鍵的糖鏈。”

  為了更深入地了解LARGE酶的功能,當(dāng)前研究人員已經(jīng)開發(fā)出了一種檢測(cè)LARGE酶活性的方法。研究人員表示通過檢測(cè)LARGE活性,可幫助診斷出受累于LARGE相關(guān)肌營(yíng)養(yǎng)不良癥的患者。此外,這種方法還可用于大規(guī)模高通量篩選靶向增強(qiáng)或抑制LARGE的化合物,推動(dòng)改善肌營(yíng)養(yǎng)不良癥的治療。

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