Asid amine yo se eleman debaz nan pwoteyin ak eleman enpòtan nan tisi imen, jwe wòl(fā) nan transdiksyon siyal selil, règleman aktivite anzim, fonksyon iminitè ak lòt fonksyon fizyolojik.

Abondans asid amine nan selil yo souvan chanje nan diferan eta fizyolojik ak patolojik. Se poutèt sa, ki jan kò a santi chanjman nan nivo asid amine ak fè yon repons adaptasyon se yon pwoblèm syantifik enpòtan nan estrès metabolik ak sò selil.

Deteksyon nòmal asid amine gen rapò ak kansè, dyabèt, maladi neurodegenerative ak pwosesis aje. Se poutèt sa, eksplore mekanis molekilè nan endiksyon nòmal asid amine ka bay yon nouvo sib pou prevansyon oswa tretman maladi metabolik ak kansè. Valine, kòm yon esansyèl asid amine branch-chenn, jwe yon wòl(fā) enpòtan nan sentèz pwoteyin, neurobehavior, ak pwogresyon lesemi. Sepandan, mekanis ak fonksyon deteksyon selilè valin rete klè.

Nan dat 20 novanm 2024, ekip Wang Ping nan Tongji University School of Medicine / 10th Affiliated People's Hospital te pibliye yon papye rechèch ki rele "Human HDAC6 senses valine abondance to regulate DNA damage" nan jounal Nature.

Etid sa a te idantifye yon nouvo Capteur valine-espesifik, imen deacetylase HDAC6, ak revele mekanis espesifik nan ki restriksyon valin mennen nan translokasyon nikleyè nan HDAC6, kidonk amelyore aktivite TET2 ak pwovoke domaj ADN.

Enteresan, mekanis deteksyon sa a inik nan primat, ak analiz mekanis plis revele ke HDAC6 primate gen yon seri espesifik ki rich glutamate-tetranectide (SE14) repete domèn ak sans valine abondans nan domèn sa a. An tèm de tretman timè, restriksyon valin modere oswa konbinezon inhibiteurs PARP ka efektivman anpeche kwasans timè.

Etid sa a revele yon nouvo mekanis kote estrès nitrisyonèl kontwole domaj ADN atravè modifikasyon epigenetik, epi li pwopoze yon nouvo estrateji pou tretman timè ak rejim alimantè valin-restriksyon konbine avèk inibitè PARP.

Detèktè asid amine anjeneral bezwen konbine asid amine yo nan lòd yo rekonèt epi reponn a chanjman nan konsantrasyon asid amine andedan ak deyò selil la, konsa tankou fè fonksyon deteksyon yo.

Yo nan lòd yo idantifye sistematikman pwoteyin valin-obligatwa, yo te itilize sond valin biotinylated pou eksperyans imunokoprecipitate konbine avèk espektrometri mas, ak tès depistaj san patipri nan pwoteyin valine-obligatwa te fèt pa byoloji chimik.

Otè yo te jwenn ke san konte valyl tRNA synthetases yo (VARS), deacetylase HDAC6 a te montre yon pi fò kapasite obligatwa D-valine konpare ak VARS. Otè yo plis konfime ke HDAC6 ka dirèkteman mare valine ak yon afinite nan Kd ≈ 2μM atravè eksperyans izotòp obligatwa, eksperyans izotèmik kalorimetri titrasyon (ITC) ak eksperyans drift tèmik. Analiz la nan karakteristik estriktirèl asid amine rekonèt pa pwoteyin deteksyon se itil pou plis konprann mekanis molekilè chanjman nan abondans asid amine pwovoke pa selil yo. Lè yo analize eksperyans yo obligatwa nan analogue valine, otè yo te jwenn ke HDAC6 rekonèt tèminal la carboxyl ak chèn bò nan valin epi yo ka tolere modifikasyon tèminal amine. Anplis de sa, nan selil knockout HDAC6, règleman an nan chemen siyal mTOR pa restriksyon valin pa t 'siyifikativman diferan de sa yo ki nan gwoup la kontwòl(fā), sijere ke sa a obligatwa te diferan de chemen an siyal tradisyonèl asid amine.

Yo nan lòd yo eksplore domèn nan enpòtan ak fonksyon nan HDAC6 deteksyon valine. Otè yo te detèmine plis ke HDAC6 mare valine nan domèn SE14 li yo atravè eksperyans HDAC6 tronke obligatwa kò a. Surprenante, otè yo te jwenn pa konparezon omoloji ke domèn nan SE14 se sèlman prezan nan HDAC6 nan primat. Kontrèman ak primate (moun ak makak) HDAC6, sourit HDAC6 pa mare ak valine. Konklizyon sa a revele diferans ki genyen ant diferan espès nan endiksyon valin, sijere ke evolisyon espès jwe yon wòl(fā) enpòtan nan endiksyon asid amine.

Ki baze sou konklizyon an ke HDAC6 dirèkteman mare valine nan domèn SE14 li yo, otè yo espekile ke chanjman nan fòs la obligatwa nan HDAC6 ak valine ka afekte estrikti li yo ak fonksyon lè abondans nan valine nan selil chanje. Atravè yon seri de eksperyans ak konbine avèk literati sou wòl(fā) enpòtan nan domèn SE14 nan retansyon sitoplasmik HDAC6, otè yo te jwenn ke defisi valin entraselilè ka pwovoke HDAC6 translokasyon nan nwayo a. Rejyon aktif anzim (DAC1 ak DAC2) mare nan rejyon aktif (domèn CD) ADN hydroxymethylase TET2, ankouraje deacetylation nan TET2, ak Lè sa a, aktive aktivite anzim li yo. Sèvi ak teknik methylomics tankou WGBS, ACE-Seq ak MAB-Seq, nou plis konfime ke grangou valine entraselilè ka ankouraje demethylation ADN aktif atravè aks siyal HDAC6-TET2. Anvan sa, ekip Andre Nussenzweig te twouve ke thymine DNA glycosylase (TDG) depandan aktif DNA demethylation te lakòz domaj ADN sèl-strand sou améliorant neuronal. Lè nou konbine TET2 ChIP-Seq ak teknoloji sekans segondè-debi END-Seq ak ddC S1 END-Seq, nou detèmine ke deficiency valine ankouraje domaj ADN. Domaj ADN pwovoke pa defisi valine tou depann de domaj nan yon sèl strand ki te koze pa eksizyon TDG nan oxymethylcytosine (5fC / 5caC).

Ansanm, otè yo te dekouvri nouvo detèktè valin epi pou premye fwa te elucide mekanis molekilè ki valine limite endiksyon domaj ADN atravè aks siyal HDAC6-TET2-TDG, ajoute yon nouvo dimansyon nan konpreyansyon fonksyon estrès asid amine nan detèminasyon sò selil yo.

Restriksyon dyetetik oswa vize metabolis asid amine ak deteksyon te vin tounen yon estrateji adjunctive pou ekstansyon lavi ak tretman anpil maladi, ki gen ladan kansè. Etandone privasyon valin ka pwovoke domaj ADN, otè yo te envestige plis si restriksyon valin jwe yon wòl(fā) nan tretman kansè. Nan yon modèl timè xenograft kansè kolorektal, yon rejim apwopriye valine-restriksyon (0.41% valine, w / w) siyifikativman anpeche kwasans timè ak mwens efè segondè. Nan tou de gwoup prevansyon ak tretman, otè yo te demontre plis ke yon rejim alimantè valine-restriksyon inibit tumorigenesis ak pwogresyon lè l sèvi avèk yon modèl PDX kansè kolorektal. Nan echantiyon timè yo, diminye nivo valin yo te gen rapò pozitivman ak ogmante translokasyon nikleyè HDAC6, nivo 5hmC, ak domaj ADN. Depi pwovoke domaj ADN se yon terapi antikansè, li posib klinikman pou bloke reparasyon ADN lè l sèvi avèk inibitè PARP. Otè yo te jwenn ke konbinezon an nan rejim alimantè valine-restriksyon ak PARP inibitè talazoparib siyifikativman amelyore efè a antitumor, bay prèv fò pou terapi a trete kansè nan pwovoke domaj ADN.

An konklizyon, etid la te jwenn ke HDAC6 nan primates se yon roman valine deteksyon pwoteyin endepandan de detèktè tradisyonèl yo, revele diferans ki genyen nan valine deteksyon nan mitan diferan espès, ki endike wòl(fā) nan enpòtan nan evolisyon byolojik nan deteksyon asid amine.

Anplis de sa, etid sa a elicide yon nouvo mekanis nan règleman an entèaktif nan estrès metabolik nitrisyonèl, règleman epigenetik ak domaj ADN, elaji enpòtans ki genyen nan estrès metabolik nitrisyonèl nan byoloji estrès, epi li jwenn ke konbinezon an nan rejim alimantè valine-restriksyon ak inibitè PARP ka itilize kòm yon nouvo estrateji pou tretman kansè.