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研究人员发现了新的抗氧化机制
时间:2019-10-24 12:52:30 评论:0 收藏本文 复制本页地址 (按Ctrl+D可以收藏到浏览器)

当生物燃烧碳水化合物或脂肪时,氧自由基作为副产品出现。他们被怀疑加速了人类和动物的衰老过程,并对老年痴呆症或某些类型的癌症等严重疾病负部分责任。伯尔尼大学和斯德哥尔摩大学的研究人员现在发现了一种迄今为止未知的抗氧化机制,可以作为各种药物的基础。

生物燃烧碳水化合物或脂肪等营养物质以获取能量。在某些燃烧反应中,氧在细胞中转化为水,使营养物质的化学能作为生物能对细胞有用。然而,这些反应并非完全没有危险;它们可以在从氧转化为水的过程中产生中间产物,也就是所谓的氧自由基,它会对机体造成损害。虽然它们可以作为低浓度的信使物质,甚至可以被免疫系统用作细胞对渗透者的毒害,但它们大量攻击遗传物质(DNA)、蛋白质和脂肪。通过这种方式,氧自由基被认为是导致神经退行性疾病(如阿尔茨海默氏症或帕金森氏症)以及某些类型癌症的部分原因。然而,所有的细胞都有特殊的酶形式的防御机制,这些酶逐渐分解这些危险的中间产物。然而,随着年龄的增长,这些防御变得越来越不有效,这些自由基的浓度,以及其中一种疾病发生的可能性增加了。与斯德哥尔摩的同事合作,克里斯托夫·冯·巴卢斯教授化学和生物化学系(DCB)的伯尔尼研究人员现在能够展示和描述一种以前未知的防御机制。研究人员能够解释几十年来已知的一种酶的功能,这种酶比以前已知的防御机制更直接地解毒氧自由基。这些发现有一天会有助于开发新的药物。

发现新的生化反应

燃烧营养物质时最常见的反应性中间产物是所谓的超氧化物。为了保证这一安全,所有需要氧气生存的生物体,都使用酶超氧化物歧化酶的相同防御机制。然而,有一种更直接的方法可以使用两个研究小组现在描述的另一种酶。虽然这种酶的结构多年前由Martin H_gbom教授的斯德哥尔摩小组解密,但只有在伯尔尼小组的合作下,这种功能才被“破解”。

相关报道:高强度间歇训练(hiit)可以防止老年人的认知能力下降。吸烟不是一个安全的选择,新的研究发现,燃烧运动可能燃烧更多的卡路里,“这是一个相当不寻常的情况——通常情况下,你只需在数年的研究后解释分子结构。Earch进入功能,”Christoph von Ballmoos说。伯尔尼博士候选人奥利维尔·比纳是这项研究的主要作者之一,他是第一个在生化和光谱方法的帮助下,在实验室中展示这种新机制的人。”根据结构数据,我们大致了解了这种酶可以催化哪种反应,或者加速哪种反应,但要确定正确的反应还需要很长的时间,”宾纳说。

这种被称为超氧化物氧化酶的酶能将危险的超氧化物直接转化为无害的氧气,并将一个额外的电子传递给辅酶Q,这是一种制造生物能量所必需的分子。研究人员亲切地将这种酶命名为“hallonsaft”(瑞典语,指覆盆子汁),因为它的覆盆子红色不仅能扩散氧自由基,还能引导能量进入一个有意义的过程。原子结构支持这种功能,现在研究人员可以对这种酶进行有针对性和特异性的改变,以便更好地理解这种机制。”当我们最终找到了解决方案,所有的谜题突然出现在一起时,那是一个非常令人兴奋的时刻——你不会每天都发现新的生化反应,”奥利弗·宾纳兴奋地说。

一个新的治疗领域正在开放

研究人员利用大肠杆菌获得了他们的发现。”接下来要做的就是找出这种反应是否也发生在人类细胞的线粒体中。这些变化似乎很好,因为这些过程非常普遍。”但是之前没有一个工作组研究过这种酶,因为没有人知道这种反应存在于生物界。除了基础研究,现在还应测试实际或临床应用。”一方面,这种酶可以在实验室和医学上作为超氧化物的指示物进行优化,另一方面,我们可以有一天使用这种酶的抑制剂来替代抗生素,”von ballmoos解释说。

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