摘要:大阪大学揭示了一种D型氨基酸D-丙氨酸的功能。
直到最近,人们才发现构成蛋白质的氨基酸以两种不同的形式存在:L型和d型。虽然所有的天然蛋白质都是由l -氨基酸组成的,但D-氨基酸的功能仍然鲜为人知,尽管它存在于我们每天吃的食物中。
现在,由大阪大学领导的多机构研究小组揭示了一种D型氨基酸D-丙氨酸的功能。那么它的作用是什么,他们是如何发现它的功能的?为了理解,我们需要一些背景信息。这项研究发表在《Kidney360》杂志上。
![d-丙氨酸对肾脏昼夜节律的影响及其对葡萄糖代谢的调节 d-丙氨酸对肾脏昼夜节律的影响及其对葡萄糖代谢的调节](http://dreamsurgerycn.com/images/article/826_content_1703732165808105.jpg)
图1 d-丙氨酸对肾脏昼夜节律的影响及其对葡萄糖代谢的调节
生物钟是我们体内的一种自然振荡,与24小时的昼夜周期保持一致,影响着许多生物过程。其中之一是糖异生,在这种情况下,可以产生新的葡萄糖来维持能量水平,而不是碳水化合物的摄入。虽然已知糖异生随昼夜节律而变化,但其原因尚不清楚。
然而,还是有一些线索。D-丙氨酸存在于代谢葡萄糖的组织中,据报道,血液和尿液中微量的D-丙氨酸水平随昼夜节律而变化。
利用特殊设备和先进的分析技术,研究人员能够检测和量化这种稀有氨基酸的痕量水平。然后,研究小组可以验证D-丙氨酸的水平确实会随着生物钟而变化;这些变化是由尿中D-丙氨酸的去除引起的,这个过程由肾脏控制。他们还表明,睡眠是调节D-丙氨酸水平的关键。
“我们决定研究当肾脏暴露于D-丙氨酸时,哪些基因会表达,”该研究的主要作者酒井新介解释说。“我们使用深度学习分析和迭代随机森林算法来识别目标基因。我们发现D-丙氨酸上调了与糖异生有关的基因和与昼夜节律有关的基因。”
转录因子是一种调节基因表达的蛋白质,对转录因子的分析表明,D-丙氨酸诱导的变化是由一种名为Cry2的蛋白质介导的,而Cry2是一种关键的昼夜节律调节剂。在昼夜节律紊乱的条件下,D-丙氨酸处理改善了昼夜节律。
“通过这些实验,我们能够证明D-丙氨酸是肾脏糖异生和生物钟之间的联系,D-丙氨酸通过昼夜节律转录网络激活糖异生,”资深作者Tomonori Kimura说。
揭示D-丙氨酸和生物钟之间的联系代表着我们对这些罕见的D-氨基酸的理解向前迈出了一大步。一个令人兴奋的可能性是与葡萄糖有关的疾病的新疗法,如糖尿病,以及与生物钟有关的疾病,如睡眠障碍。
参考资料
[1] d-Alanine Affects the Circadian Clock to Regulate Glucose Metabolism in Kidney
摘要:大阪大学揭示了一种D型氨基酸D-丙氨酸的功能。
直到最近,人们才发现构成蛋白质的氨基酸以两种不同的形式存在:L型和d型。虽然所有的天然蛋白质都是由l -氨基酸组成的,但D-氨基酸的功能仍然鲜为人知,尽管它存在于我们每天吃的食物中。
现在,由大阪大学领导的多机构研究小组揭示了一种D型氨基酸D-丙氨酸的功能。那么它的作用是什么,他们是如何发现它的功能的?为了理解,我们需要一些背景信息。这项研究发表在《Kidney360》杂志上。
![d-丙氨酸对肾脏昼夜节律的影响及其对葡萄糖代谢的调节 d-丙氨酸对肾脏昼夜节律的影响及其对葡萄糖代谢的调节](http://dreamsurgerycn.com/images/article/826_content_1703732165808105.jpg)
图1 d-丙氨酸对肾脏昼夜节律的影响及其对葡萄糖代谢的调节
生物钟是我们体内的一种自然振荡,与24小时的昼夜周期保持一致,影响着许多生物过程。其中之一是糖异生,在这种情况下,可以产生新的葡萄糖来维持能量水平,而不是碳水化合物的摄入。虽然已知糖异生随昼夜节律而变化,但其原因尚不清楚。
然而,还是有一些线索。D-丙氨酸存在于代谢葡萄糖的组织中,据报道,血液和尿液中微量的D-丙氨酸水平随昼夜节律而变化。
利用特殊设备和先进的分析技术,研究人员能够检测和量化这种稀有氨基酸的痕量水平。然后,研究小组可以验证D-丙氨酸的水平确实会随着生物钟而变化;这些变化是由尿中D-丙氨酸的去除引起的,这个过程由肾脏控制。他们还表明,睡眠是调节D-丙氨酸水平的关键。
“我们决定研究当肾脏暴露于D-丙氨酸时,哪些基因会表达,”该研究的主要作者酒井新介解释说。“我们使用深度学习分析和迭代随机森林算法来识别目标基因。我们发现D-丙氨酸上调了与糖异生有关的基因和与昼夜节律有关的基因。”
转录因子是一种调节基因表达的蛋白质,对转录因子的分析表明,D-丙氨酸诱导的变化是由一种名为Cry2的蛋白质介导的,而Cry2是一种关键的昼夜节律调节剂。在昼夜节律紊乱的条件下,D-丙氨酸处理改善了昼夜节律。
“通过这些实验,我们能够证明D-丙氨酸是肾脏糖异生和生物钟之间的联系,D-丙氨酸通过昼夜节律转录网络激活糖异生,”资深作者Tomonori Kimura说。
揭示D-丙氨酸和生物钟之间的联系代表着我们对这些罕见的D-氨基酸的理解向前迈出了一大步。一个令人兴奋的可能性是与葡萄糖有关的疾病的新疗法,如糖尿病,以及与生物钟有关的疾病,如睡眠障碍。
参考资料
[1] d-Alanine Affects the Circadian Clock to Regulate Glucose Metabolism in Kidney