長期以來,鋅缺失被認為和許多疾病的發生存在長期關系,比如自閉癥、肺癌、前列腺癌以及卵巢癌等;近日,來自倫斯勒理工學院(Rensselaer Polytechnic Institute)的科學家在國際雜志Journal of Biological Chemistry上刊登了最新的研究成果,他們發現鋅缺失或可激活Hedgehog信號通路,該生化途徑在有機體發育和疾病發生過程中扮演著重要的角色。
研究者Chunyu Wang教授說道,Hedgehog信號通路對于機體正常發育很關鍵,但在成年機體中如果該通路被重新激活就會引發細胞的不可控生長和增殖,進而引發癌癥。本文中我們揭示了鋅缺失和Hedgehog信號通路激活之間的關聯。鋅可以通過結合在激活Hedgehog信號通路的前體蛋白上來間接抑制該信號通路。
Hedgehog通路可以調節細胞生長和發育,進而幫助建立機體兩側對稱的模式,在開啟Hedgehog信號的關鍵步驟中,Hedgehog前體蛋白會將自身分裂為兩個部分:即主要負責信號的Hedgehog配體以及負責自我切割的催化結構域。當鋅存在時其會結合到催化結構域的活性位點上,并且抑制前體蛋白的自加工。
鋅缺失被認為和自閉癥及很多癌癥發病相關,比如前列腺癌的發病標志就是前列腺癌組織中發生鋅缺失,然而鋅缺失和疾病發生之間的具體分子關聯研究者并不清楚。Wang表示,正常情況下在成年機體中,鋅會抑制Hedgehog配體的產生,同時就會抑制Hedgehog信號;但如果鋅缺失后,該通路就會因為配體產生的增強而被激活;研究者發現鋅可以從前體到配體的自加工反應,這就為揭示鋅缺失促進癌癥發生提供了有力的證據。
最后研究者表示,利用液體核磁共振法(solution NMR)我們檢測了鋅和Hedgehog催化結構域之間的反應,從而就可以幫助確定鋅同蛋白質進行結合的具體氨基酸結合位點。本文研究為揭開和鋅缺失相關的癌癥的發病機理提供了新的線索,也為后期開發新型的個體化療法治療疾病提供了新的希望。
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