人體必需氨基酸蛋氨酸控制細(xì)胞生長計劃

Laxman實驗室最近的一項研究闡明了一種小代謝物和氨基酸蛋氨酸如何通過啟動細(xì)胞增殖的代謝程序來發(fā)揮細(xì)胞生長信號的作用。為了使細(xì)胞生長然后分裂，它們必須處于合成代謝狀態(tài)，其中足夠產(chǎn)生所有必需的構(gòu)建塊。早先認(rèn)為，只要存在足夠的營養(yǎng)素，細(xì)胞就會在內(nèi)部信號程序的控制下繼續(xù)生長。然而，最近的研究表明，許多小的中間體和生物代謝產(chǎn)物通常被稱為代謝物，它們本身可以作為信號分子和控制細(xì)胞生長程序。

一些研究，尤其是來自癌癥研究人員的研究，暗示蛋氨酸可能是一種信號代謝產(chǎn)物。許多癌癥似乎依賴于蛋氨酸來促進生長。然而，蛋氨酸如何控制生長仍然是一個謎。研究人員使用一個非常簡單的模型系統(tǒng)(出芽酵母細(xì)胞)來解決蛋氨酸如何調(diào)節(jié)生長。為了理解這種增長計劃的邏輯，他們分析了基因表達(dá)譜并測量了必要構(gòu)建模塊的新綜合。通過拼湊這個網(wǎng)絡(luò)，他們構(gòu)建了由蛋氨酸觸發(fā)的核心合成代謝程序的組織。這種合成代謝程序依賴于代謝中的一些特定節(jié)點，足以協(xié)調(diào)可以維持生長的整個轉(zhuǎn)錄和代謝事件的級聯(lián)。

當(dāng)?shù)鞍彼崾芟迺r，細(xì)胞不會生長。另一方面，當(dāng)甲硫氨酸豐富時，它充當(dāng)生長信號并觸發(fā)一系列生化事件，最終導(dǎo)致細(xì)胞生長。類似于蝴蝶效應(yīng)，蛋氨酸會導(dǎo)致一系列較大的代謝事件，從而控制整個細(xì)胞程序。蛋氨酸激活代謝中的三個關(guān)鍵節(jié)點：磷酸戊糖途徑，谷氨酰胺的產(chǎn)生和磷酸吡哆醛的形成(PPP-GDH-PLP節(jié)點)。這些節(jié)點產(chǎn)生一組關(guān)鍵底物和輔助因子，為所有其他氨基酸的產(chǎn)生提供動力，以及制造對生長至關(guān)重要的核苷酸。在漫畫中，尺寸越來越大的多米諾骨牌顯示出這一系列事件并捕捉到蛋氨酸最終如何對細(xì)胞生長產(chǎn)生重大影響。

該研究推進了對一些代謝物如何作為信號分子起作用并在控制細(xì)胞生長中起關(guān)鍵作用的理解。它還提供了一個長期尋求的解釋甲硫氨酸在維持細(xì)胞生長中的作用，并可以澄清為什么癌細(xì)胞“成癮”甲硫氨酸的生長。然而，長期的蛋氨酸研究可以提供控制許多類型癌癥生長的策略。

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