作者:Kevin P. Campbell 来源:《科学》 发布时间:2012-1-13 10:47:03
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研究解析肌营养不良症关键性酶功能机制
 
来自爱荷华大学的研究人员在新研究中揭示出了一种肌营养不良症(muscular dystrophies)关键酶的功能机制,这一研究发现对于推动开发出肌营养不良症的治疗新策略具有重要的意义。相关研究论文发表在1月6日的《科学》(Science)杂志上。
 
肌肉营养不良症是一类遗传性疾病,其特征是肌肉组织退行性病变。过去的研究证实及营养不良症与肌肉蛋白α-dystrogylcan的糖基化异常有关。没有糖基化,α-dystrogylcan就不能行使将肌肉细胞内部骨架蛋白与外部基质相连接的功能。而这些细胞外基质能够为保护肌膜不被收缩损伤提供重要的结构支持。
 
剧烈的肌肉活动,尤其是当伴有拉伸的动作例如跑步下坡或下楼梯时,都会对肌肉细胞增加一定的压力。对于正常细胞而言,肌肉蛋白α-dystrogylcan和周围基质直接的连接能够避免这种压力造成的伤害。而患有肌营养不良的病人则缺乏这种连接从而使得肌肉容易受伤。
 
领导新研究的是爱荷华大学医学院分子生理学与生物物理学系主任及教授、霍华德休斯医学研究所研究员Kevin Campbell博士。Campbell及同事曾在过去的研究中证实一种称为LARGE的酶是α-dystrogylcan糖基化过程的重要酶,并在小鼠实验中证实LARGE功能缺陷的小鼠会患上一种类型的肌营养不良症。
 
此次,Campbell研究小组在此前研究发现的基础上进一步解析了LARGE对α-dystrogylcan的作用机制。研究人员证实LARGE酶将一条重要的糖链添加到了α-dystrogylcan蛋白上。这条糖链可充当“胶水”将dystroglycan粘附到伴侣蛋白——肌肉中的laminin蛋白和大脑中的neurexin蛋白上,增强了肌肉和大脑等组织细胞的抗损伤能力。缺失这条糖链会导致dystroglycan无法正常发挥功能,从而引起及营养不良症及脑畸形等疾病发生。利用核磁共振分析(NMR),研究人员进一步确定了LARGE生成的糖链的精确结构。
 
Campbell博士说:“LARGE是一种参与维持肌肉细胞活力的关键酶,我们的研究证实 LARGE将增加一个独特的糖链添加到了dystroglycan上,从而增强了肌肉细胞保护细胞膜免受损伤的能力。通过解析该酶的功能,我们最终鉴别出了这条关键的糖链。”
 
为了更深入地了解LARGE酶的功能,当前研究人员已经开发出了一种检测LARGE酶活性的方法。研究人员表示通过检测LARGE活性,可帮助诊断出受累于LARGE相关肌营养不良症的患者。此外,这种方法还可用于大规模高通量筛选靶向增强或抑制LARGE的化合物,推动改善肌营养不良症的治疗。(来源:生物通 何嫱)
 
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