L-a?idi ammini?i huma l-komponenti ba?i?i tal-proteini u l-komponenti importanti tat-tessuti umani, li g?andhom ir-rwol ta 'transduction tas-sinjal ta?-?elluli, regolazzjoni tal-attività tal-en?imi, funzjoni immuni u funzjonijiet fi?jolo?i?i o?ra.

L-abbundenzi ta 'a?idi ammini?i fi?-?elloli ?afna drabi jinbidlu fi stati fi?jolo?i?i u patolo?i?i differenti. G?alhekk, kif il-?isem i?oss il-bidla fil-livell tal-a?idu amminiku u jag?mel rispons adattiv huwa problema xjentifika importanti ta 'stress metaboliku u destin ta?-?elluli.

Sensing anormali ta 'a?idu amminiku huwa relatat mill-qrib mal-kan?er, id-dijabete, mard newrode?enerattiv u pro?ess ta' tixji?. G?alhekk, l-esplorazzjoni tal-mekkani?mu molekulari ta 'induzzjoni anormali ta' a?idu amminiku tista 'tipprovdi mira ?dida g?all-prevenzjoni jew it-trattament ta' mard metaboliku u kan?er. Valine, b?ala a?idu amminiku b'katina ramifikata essenzjali, g?andu rwol importanti fis-sintesi tal-proteini, l-im?iba newrolo?ika u l-progressjoni tal-lewkimja. Madankollu, il-mekkani?mu u l-funzjoni tas-sensing ?ellulari ta 'valine g?adhom mhux ?ari.

Fl-20 ta 'Novembru, 2024, it-tim ta' Wang Ping mill-Iskola tal-Medi?ina tal-Università ta 'Tongji / 10 Sptar Affiljat tal-Poplu ppubblika karta ta' ri?erka intitolata "Human HDAC6 senses valine abbundanza biex tirregola l-?sara tad-DNA" fil-?urnal Nature.

Dan l-istudju identifika sensur ?did spe?ifiku g?all-valina, deacetylase HDAC6 uman, u ?vela l-mekkani?mu spe?ifiku li bih ir-restrizzjoni tal-valina twassal g?al traslokazzjoni nukleari ta 'HDAC6, u b'hekk ittejjeb l-attività TET2 u tindu?i ?sara fid-DNA.

Interessanti, dan il-mekkani?mu ta 'sensing huwa uniku g?all-primati, u anali?i ulterjuri tal-mekkani?mu ?velat li l-primat HDAC6 fih dominju ripetut spe?ifiku ta' glutamate-tetranectide (SE14) b'?afna serine u j?oss abbundanza ta 'valina permezz ta' dan id-dominju. F'termini ta 'trattament tat-tumur, restrizzjoni moderata ta' valine jew kombinazzjoni ta 'inibituri PARP jistg?u jinibixxu b'mod effettiv it-tkabbir tat-tumur.

Dan l-istudju ji?vela mekkani?mu ?did li bih l-istress nutrittiv jirregola l-?sara tad-DNA permezz ta 'modifika epi?enetika, u jipproponi strate?ija ?dida g?at-trattament tat-tumur b'dieta ristretta g?all-valina flimkien ma' inibituri PARP.

Is-sensuri tal-a?idu amminiku ?eneralment je?tie?u jg?aqqdu l-a?idi ammini?i sabiex jirrikonoxxu u jirrispondu g?al bidliet fil-kon?entrazzjoni tal-a?idu amminiku ?ewwa u barra ?-?ellula, sabiex iwettqu l-funzjoni ta 'sensing tag?hom.

Sabiex ji?u identifikati b'mod sistematiku l-proteini li jorbtu l-valina, intu?aw sondi tal-valina bijotinilati g?al esperimenti ta 'immunocoprecipitate flimkien ma' spettrometrija tal-massa, u twettqet screening imparzjali ta 'proteini li jorbtu l-valina bil-bijolo?ija kimika.

L-awturi sabu li minbarra l-valyl tRNA synthetases (VARS) mag?rufa, id-deacetylase HDAC6 wera kapa?ità ta 'rbit D-valine aktar b'sa??itha meta mqabbla ma' VARS. L-awturi kkonfermaw ukoll li HDAC6 jista 'jorbot direttament il-valina b'affinità ta' Kd ≈ 2μM permezz ta 'esperimenti ta' rbit ta 'isotopi, esperimenti ta' kalorimetrija ta 'titrazzjoni i?otermika (ITC) u esperimenti ta' drift termali. L-anali?i tal-karatteristi?i strutturali ta 'a?idi ammini?i rikonoxxuti mill-proteini sensing hija ta' g?ajnuna biex tifhem aktar il-mekkani?mu molekulari tal-bidla ta 'abbundanza ta' a?idi ammini?i indotta mi?-?elloli. Billi janalizzaw l-esperimenti li jorbtu ta 'analogi valine, l-awturi sabu li HDAC6 jirrikonoxxi t-terminal karbossiliku u l-katina tal-?enb ta' valine u jistg?u jittolleraw il-modifika terminali amino. Barra minn hekk, fi?-?elluli knockout HDAC6, ir-regolamentazzjoni tal-mog?dija ta 'sinjalazzjoni mTOR permezz ta' restrizzjoni tal-valina ma kinitx differenti b'mod sinifikanti minn dik tal-grupp ta 'kontroll, li tissu??erixxi li din ir-rabta kienet differenti mill-mog?dija ta' sinjalazzjoni tradizzjonali ta 'sensing ta' amino acid.

Sabiex tesplora d-dominju u l-funzjoni importanti tal-valina li ssensja l-HDAC6. L-awturi ddeterminaw ukoll li HDAC6 jorbot valine permezz tad-dominju SE14 tieg?u permezz tal-esperiment tal-irbit tal-?isem maqtug? HDAC6. B'mod sorprendenti, l-awturi sabu permezz ta 'paragun ta' omolo?ija li d-dominju SE14 huwa pre?enti biss f'HDAC6 fil-primati. B'differenza mill-primati (umani u xadini) HDAC6, il-?rieden HDAC6 ma jorbotx mal-valina. Din is-sejba ti?vela d-differenzi bejn spe?i differenti fl-induzzjoni tal-valina, li tissu??erixxi li l-evoluzzjoni tal-ispe?i g?andha rwol importanti fl-induzzjoni tal-a?idu amminiku.

Ibba?at fuq il-konklu?joni li HDAC6 jorbot direttament il-valine permezz tad-dominju SE14 tieg?u, l-awturi spekulaw li bidliet fis-sa??a tal-irbit ta 'HDAC6 u valine jistg?u jaffettwaw l-istruttura u l-funzjoni tieg?u meta l-abbundanza ta' valine fi?-?elloli tinbidel. Permezz ta 'serje ta' esperimenti u flimkien mal-letteratura dwar ir-rwol importanti tad-dominju SE14 fi?-?amma ?itoplasmika ta 'HDAC6, l-awturi sabu li d-defi?jenza ta' valine intra?ellulari tista 'tikkaw?a traslokazzjoni ta' HDAC6 fin-nukleu. Ir-re?jun attiv tal-enzima (DAC1 u DAC2) je?el mar-re?jun attiv (dominju CD) tad-DNA hydroxymethylase TET2, jippromwovi d-deacetylation ta 'TET2, u mbag?ad jattiva l-attività tal-enzima tieg?u. Bl-u?u ta 'tekniki methylomics b?al WGBS, ACE-Seq u MAB-Seq, a?na kkonfermajna aktar li l-?u? ta' valine intra?ellulari jista 'jippromwovi demethylation attiva tad-DNA permezz tal-assi tas-sinjal HDAC6-TET2. Pre?edentement, it-tim ta 'Andre Nussenzweig sab li d-demetilazzjoni tad-DNA attiva dipendenti fuq it-timina tad-DNA glycosylase (TDG) irri?ulta f'?sara ta' linja wa?da tad-DNA fuq it-tis?i? newronali. Billi tg?aqqad TET2 ChIP-Seq ma 'teknolo?ija ta' sekwenzar ta 'rendiment g?oli END-Seq u ddC S1 END-Seq, iddeterminajna li n-nuqqas ta' valine jippromwovi ?sara fid-DNA. Il-?sara tad-DNA indotta minn defi?jenza ta 'valine hija wkoll dipendenti fuq il-?sara ta' linja wa?da kkaw?ata mill-qtug? ta 'TDG ta' oxymethylcytosine (5fC/5caC).

Me?uda flimkien, l-awturi skoprew sensuri valine ?odda u g?all-ewwel darba spjegaw il-mekkani?mu molekulari li bih valine jillimita l-induzzjoni ta '?sara fid-DNA permezz tal-assi tas-sinjalar HDAC6-TET2-TDG, u ??id dimensjoni ?dida g?all-fehim tal-funzjoni tal-istress tal-a?idu amminiku fid-determinazzjoni tad-destin ta?-?elluli.

Ir-restrizzjoni tad-dieta jew l-immirar tal-metaboli?mu u s-sensing tal-a?idu amminiku saret strate?ija a??untiva g?all-estensjoni tal-?ajja u t-trattament ta '?afna mard, inklu? il-kan?er. Min?abba li ?-?a?da tal-valina tista 'tikkaw?a ?sara lid-DNA, l-awturi investigaw aktar jekk ir-restrizzjoni tal-valina g?andhiex rwol fit-trattament tal-kan?er. F'mudell ta 'tumur tal-ksenograft tal-kan?er tal-kolorektum, dieta xierqa ristretta g?all-valina (0.41% valine, w/w) inibixxiet b'mod sinifikanti t-tkabbir tat-tumur b'inqas effetti sekondarji. Fi?-?ew? gruppi ta 'prevenzjoni kif ukoll ta' trattament, l-awturi wrew aktar li dieta ristretta ta 'valine inibixxi t-tumori?enesi u l-progressjoni bl-u?u ta' mudell PDX tal-kan?er tal-kolorektum. F'kampjuni ta 'tumur, livelli mnaqqsa ta' valine kienu korrelatati b'mod po?ittiv ma 'traslokazzjonijiet nukleari HDAC6 mi?juda, livelli ta' 5hmC, u ?sara fid-DNA. Billi l-induzzjoni ta' ?sara lid-DNA hija terapija kontra l-kan?er, huwa klinikament possibbli li timblokka t-tiswija tad-DNA bl-u?u ta' inibituri PARP. L-awturi sabu li l-kombinazzjoni ta 'dieta ristretta ta' valine u inibitur PARP talazoparib tejbet b'mod sinifikanti l-effett antitumorali, u pprovdiet evidenza qawwija g?at-terapija biex tikkura l-kan?er billi tindu?i ?sara fid-DNA.

B?ala konklu?joni, l-istudju sab li HDAC6 fil-primati hija proteina ?dida ta 'sensing ta' valine indipendenti minn sensuri tradizzjonali, li ti?vela differenzi fis-sensing ta 'valine fost spe?i differenti, li tindika r-rwol importanti ta' evoluzzjoni bijolo?ika fis-sensing ta 'amino acid.

Barra minn hekk, dan l-istudju jispjega mekkani?mu ?did tar-regolamentazzjoni interattiva ta 'stress metaboliku nutrittiv, regolazzjoni epi?enetika u ?sara fid-DNA, iwessa' l-importanza ta 'stress metaboliku nutrizzjonali fil-bijolo?ija tal-istress, u jsib li l-kombinazzjoni ta' dieta ristretta ta 'valina u inibituri PARP tista' tintu?a b?ala strate?ija ?dida g?at-trattament tal-kan?er.