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中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)利用半合成生物傳感器揭示輔酶A代謝平衡

2022-11-08 08:57:06 來源：科技日報

從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部特任教授薛林課題組與國外同行合作，構(gòu)建并利用半合成生物傳感器揭示輔酶A(CoA)細(xì)胞內(nèi)的代謝平衡，相關(guān)研究成果近日在線發(fā)表于《自然·化學(xué)生物學(xué)》。

CoA由維他命B5在體內(nèi)合成，是人體內(nèi)最重要的代謝物(輔酶)之一，其參與體內(nèi)眾多代謝通路，比如三羧酸循環(huán)、氨基酸代謝、蛋白翻譯后修飾以及基因表達(dá)調(diào)控等。“已有研究證明，神經(jīng)退行性疾病、肥胖以及腫瘤等代謝性疾病的發(fā)生發(fā)展都與CoA的代謝失調(diào)密切相關(guān)。”薛林介紹。

然而，自1946年細(xì)胞內(nèi)的CoA被發(fā)現(xiàn)以來，至今仍未找到能夠在活細(xì)胞內(nèi)準(zhǔn)確檢測其濃度和分布的有效方法，導(dǎo)致人們對細(xì)胞如何調(diào)控CoA的平衡與代謝過程還不明確，與其相關(guān)疾病的分子機(jī)制更是知之甚少。

研究人員采用蛋白質(zhì)標(biāo)記技術(shù)構(gòu)建了針對CoA的半合成生物傳感器。“這種傳感器是由自標(biāo)記蛋白、熒光蛋白以及CoA受體蛋白構(gòu)成的復(fù)合體。其具有熒光，與CoA結(jié)合后熒光顏色會發(fā)生改變，再通過檢測熒光顏色變化從而實(shí)現(xiàn)CoA的定量檢測。”薛林解釋說。研究人員進(jìn)一步利用該傳感器首次實(shí)現(xiàn)了活細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)和線粒體內(nèi)CoA的原位分析，揭示了CoA在亞細(xì)胞內(nèi)的平衡與代謝調(diào)控機(jī)制。利用熒光壽命成像技術(shù)，研究人員還首次實(shí)現(xiàn)了對不同細(xì)胞系細(xì)胞質(zhì)及線粒體內(nèi)游離CoA濃度的準(zhǔn)確測定。

薛林表示：“由此，我們?yōu)殚_發(fā)CoA代謝相關(guān)的神經(jīng)及代謝疾病的抑制劑或藥物提供了高效的分子工具，有助于實(shí)現(xiàn)對腫瘤等疾病的治療。此外，我也希望CoA傳感器可以被更多生物學(xué)家所使用，揭示更多CoA相關(guān)的生命科學(xué)問題。”

審稿人認(rèn)為：“CoA在能量和脂肪代謝中具有核心地位，如何檢測其在細(xì)胞內(nèi)的波動長期困擾著生物學(xué)家，薛博士及其合作者首次報道了CoA特異性的生物傳感器，直接解決了這些挑戰(zhàn)，并為這些問題提供優(yōu)雅的解決方案。”

關(guān)鍵詞：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部蛋白質(zhì)標(biāo)記技術(shù) 熒光壽命成像技術(shù)