Sci:细胞感营养可用性关键营养传感器 甲硫氨酸 生长代谢

顾汉现

Science：突破！科学家鉴别出细胞生长过程中感知营养可用性的关键营养传感器  甲硫氨酸  生长代谢

2017-11-13 17:46

2017年11月13日 讯 /生物谷BIOON/ --为了生存和生长，细胞必须正确评估自身可用的资源，并将这些资源与细胞生长和代谢结合在一起，这一环节出现错误就会引发细胞死亡或细胞功能异常，而制定这些决策的关键就是mTOR通路，该通路能够将细胞营养、代谢和疾病相联系起来

图片来源：Steven Lee/Whitehead Institute

mTOR信号通路能够掺入来自多种因素的信号，诸如氧气水平、营养有效应、生长因子及胰岛素水平等，从而就能够促进或限制细胞的生长和代谢情况。但当该通路失去控制时，就会引发多种类型疾病，包括癌症、糖尿病和阿尔兹海默病等；理解控制该通路的多种传感器或能帮助研究人员开发治疗多种疾病的新型疗法，而下调该通路的水平也能够促进小鼠和其它有机体变得更加长寿。

尽管必需氨基酸—甲硫氨酸是细胞进行仔细感知的关键营养物质，但研究人员并不知道到底其是如何为mTOR信号通路提供补给的，如今刊登在国际著名杂志Science上的一篇研究报告中，来自怀特黑德研究所的研究人员鉴别出了一种名为SAMTOR的特殊蛋白，该蛋白能作为mTOR通路的一种传感器来帮助甲硫氨酸衍生物S—腺苷甲硫胺酸（SAM）的产生。

甲硫氨酸对于蛋白质合成非常必要，同时其也能够产生代谢产物SAM，而SAM主要参与关维持细胞生长的关键细胞功能，包括DNA甲基化、核糖体的生物合成及磷脂代谢等，更有意思的是，甲硫氨酸的限制常常会增加机体对胰岛素的耐受性和寿命，这就类似于mTOR通路活性被抑制后产生的抗衰老效应，但mTOR、甲硫氨酸及机体老化之间的关联目前研究人员并未有效阐明。

研究者Sabatini说道，甲硫氨酸限制的表型和mTOR抑制之间会有很多相似性，而SAMTOR蛋白的存在或许就能提供一些诱人的数据，当然这也说明了，这些表型或许从机制上来讲是相关联的。研究者发现，亮氨酸和精氨酸是mTOR信号通路的分子传感器，本文研究中，他们鉴别出了此前一种并不特殊的蛋白质似乎能同mTOR通路的组分发生相互作用，随着深入的研究，研究者发现，该蛋白（SAMTOR）能与SAM结合，从而间接地测定细胞中可用的甲硫氨酸的水平，这或许就使得SAMTOR蛋白成为了一种特殊的营养感受器来调节mTOR通路。

研究者Orozco认为，人们常常会试图阐明细胞中甲硫氨酸被感知的分子机制，我认为，这项研究中我们首次在哺乳动物细胞中描述了甲硫氨酸如何调节主要的信号通路，诸如mTOR信号通路。当前研究表明，SAMTOR蛋白在感知甲硫氨酸过程中扮演着至关重要的角色，甲硫氨酸的代谢对于许多细胞功能都非常重要，未来研究人员还将深入研究SAMTOR和机体寿命延长、胰岛素敏感性增加之间的关联，这些效应的产生常常和较低的甲硫氨酸水平直接相关。

本文研究中，研究者阐明了甲硫氨酸的限制如何和多种有机体的有益效应相关，而且SAMTOR蛋白的发现或能为研究人员提供一种深入研究的基础，mTOR通路上游的营养感知途径或许能够有效对特定营养物质的可利用产生反应，进而调节细胞生长，当然了后期研究人员还有很多问题需要深入研究，比如为何细胞会进化出对特定营养物质的感知机制，以及细胞如何以不同方式来处理这些营养物质等问题。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Xin Gu, Jose M. Orozco, Robert A. Saxton, et al. SAMTOR is an S-adenosylmethionine sensor for the mTORC1 pathway. Science (2017). DOI: 10.1126/science.aao3265

http://science.sciencemag.org/content/358/6364/813

http://news.bioon.com/article/6712936.html



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顾汉现

软件译:

报告

SAMTOR是mTORC1途径的S-腺苷甲硫氨酸传感器

克辛·古1，2，3，4，*，乔斯·M·奥罗兹科1，2，3，4，*，罗伯特·A·萨克斯顿1，2，3，4，肯德尔·J·勒康登1，2，3，4，格雷丝·Y·利1，2，3，4，帕特里克哈·A·克罗克齐克1，2，3，4，索尼娅·M·斯卡里亚1，2，3，4，J. Wade Harper 5，Steven P. Gygi 5，戴维·M·萨巴蒂尼1，2，3，4，†
科学  2017年11月10日：
卷。358，Issue 6364，pp。813-818
DOI：10.1126 / science.aao3265
文章

SAMTOR加入家庭
氨基酸甲硫氨酸被广泛认为对动物生理学具有有趣的作用。低蛋氨酸饮食延长寿命和整体健康，特别是葡萄糖稳态。顾等人 描述了甲硫氨酸限制和生长调节剂mTOR复合物1（mTORC1）之间潜在的分子联系，mTOR复合物1（mTORC1）是一种经过良好验证的生物体寿命和健康跨度调节因子。他们确定了一种名为SAMTOR的蛋白质，作为mTORC1上游营养物质感应途径的一个组成部分。SAMTOR直接结合由蛋氨酸制成的代谢产物S-腺苷甲硫氨酸（SAM），是调节甲硫氨酸对mTORC1的调节所必需的。

抽象
mTOR复合物1（mTORC1）调节细胞生长和代谢以响应多个环境线索。营养素信号通过Rag鸟苷三磷酸酶（GTPases）促进mTORC1定位于溶酶体表面，其活化位点。我们鉴定了SAMTOR，一种以前未表征的蛋白质，它通过与GATOR1（RagA / B的GTP酶激活蛋白（GAP））相互作用来抑制mTORC1信号传导。我们发现甲基供体S-腺苷甲硫氨酸（SAM）通过直接与SAMTOR结合以约7μM的解离常数破坏SAMTOR-GATOR1复合物。在细胞中，甲硫氨酸饥饿将SAM水平降低至该解离常数以下并促进SAMTOR与GATOR1的结合，从而以SAMTOR依赖性方式抑制mTORC1信号传导。甲硫氨酸诱导的mTORC1活化需要SAMTOR的SAM结合能力。因此，SAMTOR是将甲硫氨酸和单碳代谢连接到mTORC1信号的SAM传感器。

http://www.sciencemag.org/about/ ... urnal-article-reuse



甲硫氨酸

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蛋胺酸

IUPAC名
2-氨基-4-甲硫基丁酸
别名        甲硫胺酸
缩写        Met, M
识别
CAS号        63-68-3
SMILES       
显示▼
性质
化学式        C5H11NO2S
摩尔质量        149.21 g·mol⁻¹
pKa        pKa1 = 2.13 (-COOH)
pKa2 = 9.28 (-NH3+)
若非注明，所有数据均出自一般条件（25 ℃，100 kPa）下。

甲硫氨酸（英语：Methionine，又稱蛋胺酸），在所有後生動物中它是一種必需氨基酸。與半胱氨酸一起，甲硫氨酸是兩個含硫蛋白原氨基酸之一。對人而言是唯一的含硫必需氨基酸，有L型及D型兩種，與生物體內各種含硫化合物（如：蛋白質）的代謝密切相關。是体内活性甲基和硫的主要来源。
DL-蛋氨酸可利用化學法生產。蛋氨酸是強肝解毒劑、促進發育劑，當缺乏甲硫氨酸時，會引起食慾減退。甲硫氨酸廣泛應用於營養補充與畜產飼料，由於甲硫氨酸容易被雞吸收而轉變為雞肉蛋白，在雞飼料中添加甲硫氨酸，可少耗飼料，並使雞肉生長健全。目前甲硫氨酸主要有四類：固體甲硫氨酸、液態羥基甲硫氨酸（MHA）、液體甲硫氨酸鈉和固體羥基甲硫氨酸鈣，其中固體甲硫氨酸的市場最大。但在美國甲硫氨酸市場，液態羥基甲硫氨酸（MHA）為第一大。
甲硫胺酸在人體中由mRNA上的起始密碼子（含氮鹼基序列AUG）經核糖體轉譯後生成。

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E ... B%E6%B0%A8%E9%85%B8



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