破解代码辅酶Q的生物合成

辅酶Q(公鸡)是一个至关重要的齿轮在身体的能源生产机械,一种化学网关食物转化为细胞燃料。但六年从发现,科学家们仍然无法形容它到底是如何以及何时。

Dave Pagliarini莫格里奇研究所研究,代谢主任说的未知数是艰巨的。它如何在细胞迁移?它如何习惯和补充?负责公鸡障碍基因和蛋白质是什么?为什么它的存在下降随着人们的年龄吗?

Pagliarini,威斯康星大学麦迪逊分校生物化学副教授,教授和他的团队致力于在削弱许多公鸡生产和理解这些知识空白的公鸡缺乏症在人类疾病的作用。公鸡缺陷与许多疾病,包括肝脏和肺失败,肌肉无力,耳聋和许多脑部疾病如帕金森氏症和小脑性共济失调。辅酶是几乎只产生在身体和往往是很难通过营养补充补充。

在这种背景下,Pagliarini实验室正在开发新的工具来阐明公鸡功能,主要通过发现和定义蛋白质化学有直接的联系。在过去的一个月,Pagliarini的团队发布了三个合作论文收集多层次的信息在细胞蛋白质被操纵。

“生物学中一个基本的挑战在于连接许多“孤儿”的蛋白质在细胞特定的生物过程,如公鸡生物合成、“Pagliarini说。“一旦我们有一个处理函数,第二个挑战是要想方设法控制这些蛋白质的活动,通过药物或否则,控制关键生物过程,最终,改善健康。”

研究发表在期刊上的电池系统(12月13日),分子细胞(12月7日)和细胞化学生物学(11月29日)所有揭示新线索辅酶Q生产和功能。

细胞中化学生物学,例如,研究小组,由Andrew Reidenbach Morgridge研究员介绍了一个自定义的模式生物药物,酵母,能够把公鸡的途径。这一发现为研究人员提供了一个新的方法来理解,在一个活的有机体,不同级别的公鸡如何影响代谢功能。

“这个系统给我们提供了一个强大的新工具来研究机械的方式这个途径是如何工作的,以及我们如何操纵它,“Pagliarini说。“我们现在认为我们可以开发一个rheostat-like控制通路,产生不同程度的辅酶Q,看看这意味着不同的表型和细胞健康结果。”

细胞系统的共同领导的项目与威斯康辛大学麦迪逊分校生物化学家麦夫Wicken group-investigates rna结合蛋白一直与线粒体有关。但是蛋白质实际上扮演什么角色已经很难确定。在这工作,由Morgridge科学家克里斯Lapointe和乔恩•Stefely也与杰克浣熊的小组合作,创建了一个新的multi-omic策略来识别这种蛋白质的全局函数,它在公鸡生物合成中的作用。这种multi-omics方法——嫁给蛋白质组学、代谢组学和其他“组学”工具,以确定蛋白质的功能,将高度相关的前进的工具,它用于确定未来蛋白质的目标,他说。

最后,分子细胞论文阐明蛋白酶活在线粒体,旨在“咀嚼”其他蛋白质。这些“吃豆人”——蛋白质曾经被认为仅充当细胞垃圾桶消除受损的线粒体蛋白质。这项研究中,使我的迈克·韦尔帮助揭示他们更多样化的功能。特别是,研究小组发现了一种蛋白酶,能帮助蛋白质必不可少的公鸡“成熟”到它的最终形式。

Pagliarini说,所有三篇论文可以在线粒体产生持久的影响远远超出公鸡生物学的研究,让科学家追踪蛋白质功能的新方法。大约四分之一的蛋白在线粒体目前没有分配函数,和他们中的许多人可能有一个链接到线粒体疾病。

“辅酶Q,我们越了解生物合成的步骤发生,打开和关闭他们的细胞进程,几率越大我们可以操纵系统,改善身体的整体公鸡生产、“Pagliarini说。“这将是一个伟大的治疗策略:服用补充剂,而不总是公鸡需要它的地方,你可以把抵抗疾病自然进程。”

这篇文章被转载材料所提供的Morgridge研究所。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。

参考
安德鲁·g·Reidenbach扎卡里·a·Kemmerer Deniz艾登,亚当•Jochem莫莉·t·麦克德维特,保罗·d·哈钦斯杰米·l·斯塔克乔纳森·a·Stefely Thiru Reddy,亚历克斯·s·赫伯特,艾米丽·m·威尔克森伊莎贝尔·e·约翰逊,克雷格·a . Bingman约翰·l·Markley约书亚j .黑人Matteo Dal Peraro, David j . Pagliarini。守恒的脂质和小分子调制COQ8揭示了古代的监管Kinase-like UbiB家庭。细胞化学生物学,2017;DOI: 10.1016 / j.chembiol.2017.11.001。