可以减缓细胞老化的氧化剂

在高浓度时,活性氧-被称为氧化剂是有害的在所有生物细胞,与老化。但查尔姆斯理工大学的一项研究,瑞典,已经表明,低水平的氧化剂过氧化氢可以刺激一种酶,这种酶可以帮助减缓酵母细胞的老化。

一个好处的抗氧化剂,例如维生素C和E,是他们中和活性氧(即氧化剂——这可能与体内重要的分子反应和摧毁他们的生物功能。大量的氧化剂可以造成严重破坏DNA,例如细胞膜和蛋白质。我们的细胞因此发达强大的防御机制来摆脱这些氧化剂,形成我们的正常代谢。

人们此前认为,氧化剂仅仅是有害的,但最近我们已经开始明白,他们也积极的功能。现在,查尔姆斯理工大学的最新研究表明,著名的氧化剂过氧化氢可以减缓酵母细胞的老化。过氧化氢是化学用于头发和牙齿美白,等等。也是一个氧化剂形成我们的新陈代谢是有害的浓度更高。

查尔默斯的研究人员研究了酶Tsa1,这是一群抗氧化剂叫做抗氧化蛋白的一部分。

“以前的这些酶的研究已经表明他们参与酵母细胞防御有害氧化剂,”家麦克穆林说道,他领导的研究小组查尔默斯的生物学和生物工程系。“但抗氧化蛋白有助于延长细胞的寿命时受到卡路里限制。这些功能背后的机制尚未完全了解。”

它已经知道减少卡路里摄入量可以显著延长寿命的各种各样的生物,从酵母到猴子。几个研究小组,包括家麦克穆林说道,也表明,刺激的酶类活动特别是是减缓衰老的细胞,在酵母等微生物,苍蝇和虫子,当他们收到比正常更少的热量通过他们的食物。

“现在我们已经找到了一个新的函数Tsa1,”塞西莉亚Picazo说分工系统和合成生物学博士后研究员查尔默斯。“以前,我们认为这种酶只中和活性氧。但现在我们已经表明,Tsa1实际上需要一定量的过氧化氢被触发,以参与酵母细胞的减缓衰老的过程。”

令人惊讶的是,研究表明,Tsa1并不影响过氧化氢在年龄在酵母细胞的水平。相反,Tsa1使用少量的过氧化氢减少中央信号通路在细胞的活动更少的热量。这最终导致放缓的影响细胞分裂和过程与细胞的构建块的形成。细胞的防御压力也刺激——使他们年龄更慢。

”信号通路受到卡路里摄入量的影响在衰老的过程中发挥核心作用,感知许多细胞过程和控制他们的地位,“家麦克穆林说道。“通过研究,我们希望了解的分子发生原因为什么许多常见疾病如癌症、阿尔茨海默病,随着年龄的增长和糖尿病显示大幅增加。”

事实上研究人员现在更近了一步背后的机制了解氧化剂可以减缓衰老过程可能导致新的研究,例如寻找peroxiredoxin-stimulating药物,或测试是否可以减缓衰老相关疾病的药物,增强体内氧化剂的积极作用。

查尔默斯的研究人员发现一种机制的酶的酶类Tsa1直接控制中央信号通路。它减慢衰老氧化另一个酶的氨基酸,蛋白质激酶,它对代谢调节很重要。氧化降低了由蛋白激酶的活性不稳定部分结合其他分子的酶。因此,营养通过蛋白激酶信号降低,进而会使细胞的分裂和刺激他们的防御压力。

其他研究也表明,低水平的活性氧可以与几个积极的健康的影响。这些氧化剂形成线粒体,细胞的“大国”,和过程,称为mitohormesis,可以观察到在许多生物体,从酵母到老鼠。在小鼠肿瘤生长被mitohormesis放缓,而在蛔虫有可能链接两种抗氧化蛋白和mitohormesis 2型糖尿病药物二甲双胍的能力减缓细胞老化。

二甲双胍也在寻找相关的药物,可以减少老年人的风险被Covid-19受到严重影响。在中国和美国的研究已经取得了一些可喜的成果,有一种理论认为二甲双胍可能抵消老龄化引起的免疫系统的恶化。

参考:罗杰·F Picazo C, Reiter W, et al .酶类促进长寿和H2O2-resistance酵母通过redox-modulation蛋白激酶。eLife。2020年。doi: 10.7554 / eLife.60346

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