Амин х?чл??д нь уургийн ?ндсэн б?рэлдэх??н хэсэг б?г??д х?ний ??эд эсийн чухал б?рэлдэх??н хэсэг б?г??д эсийн дохио дамжуулах, ферментийн ?йл ажиллагааг зохицуулах, дархлааны ?йл ажиллагаа болон бусад физиологийн ??рэг г?йцэтгэдэг.

Эсийн амин х?чл??дийн элбэг дэлбэг байдал нь янз б?рийн физиологийн болон эмгэгийн т?л?в байдалд ихэвчлэн ??рчл?гдд?г. Тиймээс бие махбодь амин х?члийн т?вшний ??рчл?лтийг хэрхэн мэдэрч, дасан зохицох хариу ?йлдэл ?з??лэх нь бодисын солилцооны стресс, эсийн хувь заяаны шинжлэх ухааны чухал асуудал юм.

Амин х?члийн хэвийн бус мэдрэмж нь хорт хавдар, чихрийн шижин, мэдрэлийн эмгэг, х?гшр?лтийн ?йл явцтай нягт холбоотой байдаг. Тиймээс хэвийн бус амин х?члийн индукцийн молекулын механизмыг судлах нь бодисын солилцооны ?вчин, хорт хавдраас урьдчилан сэргийлэх, эмчлэх шинэ зорилт болж чадна. Валин нь чухал салаалсан гинжин амин х?члийн хувьд уургийн нийлэгжилт, мэдрэлийн ?йл ажиллагаа, лейкемийн х?гжилд чухал ??рэг г?йцэтгэдэг. Гэсэн хэдий ч валиныг эсийн мэдрэх?йн механизм, ?йл ажиллагаа тодорхойг?й хэвээр байна.

2024 оны 11-р сарын 20-нд Тунжи их сургуулийн Анагаах ухааны сургууль / 10-р харъяа ардын эмнэлгийн Ван Пингийн баг Nature сэтг??лд "Х?ний HDAC6 нь ДНХ-ийн эвдрэлийг зохицуулахын тулд валины элбэг дэлбэг байдлыг мэдэрдэг" нэртэй судалгааны ?г??лэл нийтлэв.

Энэх?? судалгаагаар валины ?в?рм?ц мэдрэгч болох х?ний ????деацетилаза HDAC6-ыг тодорхойлж, валиныг хязгаарлах нь HDAC6-ийн ц?мийн шилж??лэн суулгахад х?ргэдэг ?в?рм?ц механизмыг илр??лж, улмаар TET2-ийн ?йл ажиллагааг сайжруулж, ДНХ-ийн гэмтлийг ?д??д?г.

Сонирхолтой нь, энэх?? мэдрэгч механизм нь приматуудад ?в?рм?ц байдаг ба цаашдын механизмын шинжилгээгээр примат HDAC6 нь тодорхой серинээр баялаг глутамат-тетранектид (SE14) давтагдах домэйн агуулдаг б?г??д энэ домэйнээр дамжуулан валины элбэг дэлбэг байдлыг мэдэрдэг болохыг харуулсан. Хавдрын эмчилгээний хувьд дунд зэргийн валин хязгаарлалт эсвэл PARP дарангуйлагчдын хослол нь хавдрын ?с?лтийг ?р д?нтэй дарангуйлдаг.

Энэх?? судалгаа нь хоол тэжээлийн стресс нь эпигенетик ??рчл?лт??р дамжуулан ДНХ-ийн эвдрэлийг зохицуулах шинэ механизмыг илр??лж, PARP дарангуйлагчтай хавсарсан валин хязгаарлагдмал хоолны дэглэмээр хавдрыг эмчлэх шинэ стратегийг санал болгож байна.

Амин х?члийн мэдрэгч нь эсийн доторх болон гаднах амин х?члийн концентрацийн ??рчл?лтийг таних, хариу ?йлдэл ?з??лэхийн тулд амин х?чл??дийг нэгтгэх шаардлагатай б?г??д ингэснээр мэдрэх?йн ??ргээ г?йцэтгэдэг.

Валин холбогч уургийг системтэйгээр тодорхойлохын тулд биотинж??лсэн валин датчикийг масс-спектрометртэй хослуулан иммунопреципитатын туршилтанд ашигласан ба валин холбогч уургийг химийн биологийн аргаар шударгаар скрининг хийсэн.

Зохиогчид мэдэгдэж буй валил тРНХ синтетазаас (VARS) гадна HDAC6 деацетилаза нь VARS-тай харьцуулахад D-валиныг холбох чадвар ил?? х?чтэй болохыг олж мэдсэн. Зохиогчид цаашлаад HDAC6 нь изотопыг холбох туршилт, изотерм титрлэлтийн калориметрийн (ITC) туршилт, дулааны шилжилтийн туршилтаар дамжуулан Kd ≈ 2μM-ийн хамаарал б?хий валиныг шууд холбож чаддаг болохыг баталлаа. Уургийг мэдрэх замаар х?лээн з?вш??р?гдс?н амин х?чл??дийн б?тцийн шинж чанарыг шинжлэх нь эсээс ??дэлтэй амин х?члийн элбэг дэлбэг байдлын ??рчл?лтийн молекулын механизмыг ойлгоход тустай. Зохиогчид валины аналогийг холбох туршилтанд д?н шинжилгээ хийснээр HDAC6 нь валины карбоксил терминал ба хажуугийн гинжийг таньж, амин терминалын ??рчл?лтийг тэсвэрлэх чадвартай болохыг олж мэдсэн. Нэмж дурдахад, HDAC6-ыг таслах эс??дэд mTOR дохионы замын зохицуулалт нь валиныг хязгаарлах замаар хяналтын б?лгийнхээс тийм ч их ялгаатай биш байсан нь энэх?? холболт нь уламжлалт амин х?члийг мэдрэх дохионы замаас ялгаатай болохыг харуулж байна.

HDAC6 мэдрэгчтэй валины чухал домэйн болон функцийг судлахын тулд. Зохиогчид цаашлаад HDAC6 нь SE14 домэйнээрээ дамжуулан валиныг холбодог болохыг HDAC6 тайруулсан биеийг холбох туршилтаар тогтоосон. Гайхалтай нь зохиогчид ижил т?стэй харьцуулалтаар SE14 домэйн нь з?вх?н HDAC6-д л байдаг гэдгийг олж мэдсэн. Примат (х?н, сармагчин) HDAC6-аас ялгаатай нь хулгана HDAC6 нь валинтай холбогддогг?й. Энэх?? олдвор нь валин индукцийн янз б?рийн з?йлийн хоорондын ялгааг илчилж байгаа нь амин х?члийн индукцэд з?йлийн хувьсал чухал ??рэг г?йцэтгэдэг болохыг харуулж байна.

HDAC6 нь SE14 домэйнээрээ валиныг шууд холбодог гэсэн д?гнэлтэд ?ндэслэн эсэд валины элбэг дэлбэг байдал ??рчл?гд?х?д HDAC6 ба валиныг холбох х?ч ??рчл?гд?х нь т??ний б?тэц, ?йл ажиллагаанд н?л??лж болзошг?й гэж зохиогчид таамаглаж байна. Хэд хэдэн туршилт хийж, SE14 домэйны HDAC6-ийн цитоплазмын хадгалалтад чухал ??рэг г?йцэтгэдэг тухай уран зохиолын хамтаар зохиогчид эсийн доторх валины дутагдал нь HDAC6-г ц?м р?? шилж??лэхэд х?ргэдэг болохыг тогтоожээ. Ферментийн идэвхтэй б?с (DAC1 ба DAC2) нь ДНХ-ийн гидроксиметилазын TET2-ийн идэвхтэй б?стэй (CD домэйн) холбогдож, TET2-ийн деацетиляцийг дэмжиж, дараа нь т??ний ферментийн идэвхийг идэвхж??лдэг. WGBS, ACE-Seq, MAB-Seq гэх мэт метиломикийн аргуудыг ашиглан бид эсийн доторх валин ?лсг?л?н нь HDAC6-TET2 дохионы тэнхлэгээр дамжуулан идэвхтэй ДНХ-ийн деметиляцийг идэвхж??лдэг болохыг батлав. ?мн? нь Андре Нуссензвейгийн баг тимин ДНХ гликозилаза (TDG) -аас хамааралтай идэвхтэй ДНХ-ийн деметиляци нь мэдрэлийн эсийн сайжруулагч дээр ДНХ-ийн нэг хэлхээ гэмтсэн болохыг олж мэдсэн. TET2 ChIP-Seq-ийг END-Seq болон ddC S1 END-Seq ?нд?р б?тээмжтэй дарааллын технологитой хослуулснаар бид валины дутагдал нь ДНХ-ийн эвдрэлийг дэмждэг болохыг тогтоосон. Валины дутагдлаас ??дэлтэй ДНХ-ийн гэмтэл нь м?н оксиметилцитозины TDG-ийн тайралтаас ??дэлтэй нэг хэлхээний гэмтлээс хамаарна (5fC/5caC).

Зохиогчид хамтдаа шинэ валин мэдрэгчийг нээж, анх удаа валин нь HDAC6-TET2-TDG дохиоллын тэнхлэгээр дамжуулан ДНХ-ийн эвдрэлийн ?д??лтийг хязгаарладаг молекулын механизмыг тодруулж, эсийн хувь заяаг тодорхойлоход амин х?члийн стрессийн ??ргийг ойлгоход шинэ хэмжээс нэмсэн.

Хоолны дэглэмийг хязгаарлах буюу амин х?члийн солилцоо, мэдрэх чадварыг онилгох нь амьдралыг уртасгах, хорт хавдар зэрэг олон ?вчнийг эмчлэх нэмэлт стратеги болсон. Валины хомсдол нь ДНХ-ийн эвдрэлийг ?д??ж болохыг харгалзан судлаачид валиныг хязгаарлах нь хорт хавдрын эмчилгээнд чухал ??рэг г?йцэтгэдэг эсэхийг судалжээ. Б?д??н гэдэсний хорт хавдрын ксенографт хавдрын загварт валинаар хязгаарласан зохистой хооллолт (0.41% валин, жин/х) нь хавдрын ?с?лтийг мэдэгдэх?йц дарангуйлж, гаж н?л?? багатай байсан. Урьдчилан сэргийлэх болон эмчилгээний б?лгийн аль алинд нь зохиогчид валинаар хязгаарласан хоолны дэглэм нь б?д??н гэдэсний хорт хавдрын PDX загварыг ашиглан хавдар ??сэх, даамжрах явцыг дарангуйлдаг болохыг харуулсан. Хавдрын дээжинд валины т?вшин буурах нь HDAC6 ц?мийн шилж??лэлт, 5hmC т?вшин, ДНХ-ийн гэмтэлтэй эерэг хамааралтай байв. ДНХ-ийн эвдрэлийг ?д??х нь хорт хавдрын эсрэг эмчилгээ тул PARP дарангуйлагчийг ашиглан ДНХ-ийн засварыг зогсоох боломжтой. Зохиогчид валин хязгаарлагдмал хоолны дэглэм ба PARP дарангуйлагч талазопарибыг хослуулан хэрэглэх нь хавдрын эсрэг ?р н?л??г ихээхэн сайжруулж, ДНХ-ийн гэмтлийг ?д??х замаар хорт хавдрыг эмчлэх х?чтэй нотолгоо болж байгааг олж мэдсэн.

Д?гнэж хэлэхэд, судалгаагаар приматуудын HDAC6 нь уламжлалт мэдрэгчээс хамааралг?й шинэ валин мэдрэгчтэй уураг б?г??д ??р ??р з?йлийн хоорондын валин мэдрэх?йн ялгааг илр??лж, амин х?члийг мэдрэхэд биологийн хувьслын чухал ??ргийг харуулж байна.

Нэмж дурдахад энэх?? судалгаа нь хоол тэжээлийн бодисын солилцооны стресс, эпигенетик зохицуулалт, ДНХ-ийн эвдрэлийн интерактив зохицуулалтын шинэ механизмыг тодруулж, стресс биологи дахь хоол тэжээлийн бодисын солилцооны стрессийн ач холбогдлыг ?рг?ж??лж, валиныг хязгаарласан хоолны дэглэм ба PARP дарангуйлагчдын хослолыг хорт хавдрын эмчилгээний шинэ стратеги болгон ашиглаж болохыг олж мэдэв.