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Nature:研究人员解开长寿蛋白的结构秘密

2018/01/19 来源:生物探索
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导读
以希腊神话中命运女神名字命名的Klotho蛋白,在调节长寿和新陈代谢方面起着重要作用。最近,耶鲁大学的一项研究揭示了Klotho家族中的一种蛋白质——β-Klotho的三维结构,并阐明了其复杂的机制和治疗潜力。


研究人员表示,这项发表在《Nature》杂志上的研究结果,可能会对多种疾病的治疗产生影响,包括糖尿病、肥胖和某些癌症等。

跨膜蛋白Klotho家族位于特定组织的细胞表面。这些蛋白质与一系列的激素结合,即指定的成纤维细胞生长因子FGFs,以内分泌的方式发挥作用,调节肝脏、肾脏和大脑等器官的关键代谢过程。


DOI:10.1038/nature25010


为了解β-Klotho的工作原理,研究小组使用了X射线结晶学技术,可以看到这些蛋白质高分辨率的三维视图。


研究人员发现,FGF21是一种由肝脏合成的内分泌因子,具有促进脂肪细胞摄取葡萄糖的功能。FGF21的活动取决于β-Klotho,当两者结合时,FGF21会刺激胰岛素敏感性和葡萄糖代谢,从而导致体重下降。

研究人员表示,对β-Klotho和FGF21的新认识可以指导肥胖患者的2型糖尿病等疾病的治疗方法。

耶鲁大学医学院药理学高级作者、资深作家Joseph Schlessinger表示,“像胰岛素一样,FGF21刺激了包括葡萄糖摄取在内的新陈代谢,在动物和FGF21的一些临床试验中,它可以在不改变食物摄入的情况下增加热量的消耗,我们现在了解了如何提高FGF21的生物活性。”

Schlessinger还介绍了FGF21的一种新变体,它的效力和细胞活性是FGF21的10倍。

此外,研究小组还证明了结构相关的糖分解酶(糖苷酶)如何降解糖分子,从而降低降低血糖。在Schlessinger看来,这可能不是巧合。

Schlessinger和同事们已经解开了β-Klotho的结构,并希望通过开发能够增强这一途径的药物,可以靶向糖尿病和肥胖症。相反,他们希望使用阻断途径的药物,探索出治疗肝癌和骨病等疾病的药物。

Schlessinger说道,下一步朝着研发新的强效阻断剂,并进行动物试验前进。

参考资料

Secrets of longevity protein revealed in new study

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