运动后我们的细胞发生了什么?

一个国际研究小组开发了一种新方法，来确定我们细胞中哪些蛋白质对增加运动后的糖吸收最关键——这是运动的一个重要好处，可以帮助保持良好的血糖水平。

这项工作的结果发表在国际研究杂志的12月号上自然生物技术这是悉尼大学和哥本哈根大学科学家全球合作的结果。

通过使用称为质谱的尖端技术直接测量人体肌肉中的蛋白质，研究人员发现每个人都有自己独特的蛋白质活动“指纹”。

他们开发的方法以与糖吸收相同的方式识别不同研究参与者的蛋白质变化。

通过这种方法，他们发现了运动增加胰岛素刺激后肌肉吸收糖的机制，为这一复杂过程提供了新的理解。

“我们都知道运动对我们有好处，但它也有助于预防某些疾病。例如，它可以提高饭后肌肉从血液中吸收糖分的能力，”该研究的资深合著者、ARC桂冠获得者大卫·詹姆斯教授和查尔斯·珀金斯中心、大学医学与健康学院和科学学院代谢系统生物学主席伦纳德·p·乌尔曼说。

“当这个过程失败时，它就被称为‘前驱糖尿病’，这是许多疾病的危险因素，包括心脏病、2型糖尿病和某些类型的癌症。研究人员不知道是什么导致了前驱糖尿病，但如果他们知道了，他们就可以设计出药物来治疗这种疾病，在它引发疾病之前。”

打开蛋白质“门”

肌肉吸收糖是由一组叫做蛋白质的分子机器来完成的。

这一过程始于小蛋白质胰岛素与脂肪和肌肉细胞表面的其他蛋白质受体的结合。这会在细胞内引发成千上万的蛋白质信号级联，这个过程被称为“磷酸化”。最终，这些磷酸化信号打开了蛋白质的“大门”，将糖带入细胞。

目前我们知道，在前驱糖尿病中，这些信号中有许多是有缺陷的，但我们不知道哪些是最重要的。

悉尼大学博士候选人、该研究的主要作者Elise Needham说，磷酸化的复杂性是一个关键的挑战。

尼德姆女士说:“运动涉及到成千上万种磷酸化信号的变化，我们不知道哪一种对调节运动的有益效果最重要。”

“为了应对这一挑战，我们开发了一种叫做‘个性化磷酸化蛋白质组学’的方法。”

利用这种方法，研究小组发现了一种新的机制，通过这种机制，人类肌肉细胞协调对运动和胰岛素的反应。

“个体之间的差异意味着磷酸化存在相当大的生物学差异——就像分子‘指纹’一样，”查尔斯·帕金斯中心的高级合著者肖恩·汉弗莱博士说。

这降低了识别最重要反应的可能性。我们没有将其视为障碍，而是利用了它。”

研究人员还认为，这项技术可以帮助识别其他重要的分子开关。例如，在未来，个性化的磷酸化蛋白质组学将使患病细胞与健康细胞进行比较，有助于揭示复杂疾病的原因。

参考:李国强，李国强，等。个性化磷酸化蛋白质组学识别功能信号。生物科技Nat》．2021.doi:10.1038 / s41587 - 021 - 01099 - 9

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