高脂饮食，代谢功能障碍，体重...
食用高脂饮食会导致各种健康问题 - 不仅体重增加，而且会增加糖尿病和其他慢性疾病的风险。 在细胞水平上，响应高脂饮食而进行了数百种变化。 麻省理工学院的研究人员现在已经绘制了其中一些变化，重点是与体重增加相关的代谢酶失调。 他们在小鼠中进行的研究表明，糖，脂质和蛋白质代谢受高脂饮食的影响，这些干扰导致胰岛素抵抗和称为活性氧的破坏分子的积累增加。 这些影响在男性中比女性更明显。 研究人员还表明，大多数损害可以通过给小鼠及其高脂饮食的抗氧化剂来逆转。 “在代谢压力条件下，酶可能会受到影响，以产生比what was initially there," says Tigist Tamir, a former MIT postdoc. "Then what we've shown with the antioxidant study is that you can bring them to a different state that is less dysfunctional." Tamir, who is now an assistant professor of biochemistry and biophysics at the University of North Carolina at Chapel Hill School of Medicine, is the lead author of the new study, which appears today inMolecular Cell. Forest White，Ned C.和Janet C. Rice生物工程教授本文的高级作者是麻省理工学院科赫综合癌症研究所的成员。 代谢网络 在以前的工作中，怀特的实验室发现，高脂饮食刺激细胞打开与慢性应激相关的许多相同信号通路。 在新研究中，研究人员希望探索酶磷酸化在这些反应中的作用。 磷酸化或添加磷酸基团可以将酶活性转化为OR离开。 该过程由称为激酶的酶控制，可通过微调细胞内现有酶的活性来快速响应环境条件。 已知许多参与新陈代谢的酶 - 将食物转化为关键分子的组成部分，例如蛋白质，脂质和核酸 - 已知会经历磷酸化。 研究人员首先分析可以磷酸化的人类酶的数据库，重点是涉及代谢的酶。 他们发现，经历磷酸化的许多代谢酶属于一个称为氧化还原酶的类，它们将电子从一个分子转移到另一个分子。 这种酶是代谢反应的关键，例如糖酵解 - 葡萄糖分解为一种称为丙酮酸的较小分子。 在数百种酶中确定的酶是IDH1，它参与分解糖以产生能量，而AKR1C1（AKR1C1）代谢脂肪酸所必需的。 研究人员还发现，许多磷酸化的酶对于反应性氧的管理很重要，这对于许多细胞功能来说是必不可少的，但如果太多积聚在细胞中，可能是有害的。 这些酶的 磷酸化可能会导致它们变得或多或少地活跃，因为它们共同响应食物的摄入量。 这项研究中确定的大多数代谢酶都是在发现的位点磷酸化的在酶的区域中，对于与它们作用或形成二聚体的分子结合至关重要的蛋白质 - 成对结合在一起形成功能性酶。 “ Tigist的工作确实明确地表明了磷酸化在控制通量通过代谢网络中的重要性。这是她所做的这项系统性研究所产生的基本知识，而这是在生物化学教科书中经典捕获的东西，” White说。 失去平衡的 以探索动物模型中的这些作用，研究人员比较了两组小鼠，一种接受了高脂饮食，一种食用了正常饮食。 他们发现，总体而言，代谢酶的磷酸化导致了功能失调的状态，其中细胞处于氧化还原失衡状态，这意味着它们的细胞产生的活性氧比中和。 这些小鼠也变得超重并发展了胰岛素抵抗。 “在怀特说：“我们看到的是持续高脂饮食的背景，我们看到的是从氧化还原稳态逐渐漂移到更像疾病的环境。” 。这些作用在雄性小鼠中比雌性小鼠更为明显。雌性小鼠能够更好地补偿高脂肪饮食，从而通过使脂肪和将其用于其他研究人员的效果来激活脂肪，从而使研究人员的整体研究中的一个iS。 磷酸化事件尤其是在男性中，导致氧化还原稳态的不平衡增加。 与女性相比，他们表现出更大的压力和更多的代谢功能障碍表型。研究人员说，抗氧化剂的治疗将细胞重新恢复到更平衡的状态，而活性氧较少。 另外，代谢酶在这些小鼠中显示出全身的重新布线并改变了磷酸化状态。 “他们正在遭受许多代谢功能障碍，但是如果您共同采用一些反对的东西，那么他们就有足够的储备来保持某种正常状态，”塔米尔说。 “这项研究表明有生化的东西发生在细胞中以使它们处于不同状态 - 不是正常状态，而只是一种不同的状态，现在，在组织和有机体水平上，小鼠更健康。 研究部分由Burroughs资助惠康基金会，国家癌症研究所，美国国立卫生研究院，麻省理工学院的路德维希中心和麻省理工学院精密癌症医学中心。