代谢组学研究将线粒体Sirtuins的衰老与生物化学联系起来

对酰亚精胺代谢物家族的新见解可能会改变我们理解衰老和对抗疾病的方式。一项新的研究揭示了亚精胺(一种存在于所有活细胞中的已知化合物)和去乙酰化酶(一种调节许多生命必需功能的酶家族)之间存在意想不到的联系。

该研究最近发表在《自然化学生物学》上，题为“酰亚精胺是保守的线粒体去乙酰化酶依赖性代谢物”。”

Sirtuins(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)依赖性蛋白赖氨酸脱酰酶)在过去二十年中一直受到广泛关注。研究表明去乙酰化酶在多种与年龄相关的疾病中发挥作用。因此，人们越来越关注去乙酰化酶与衰老之间的联系，以及它们作为旨在改善健康寿命和寿命的治疗干预的有希望的目标的潜力。

Sirtuins已知可调节新陈代谢和应激反应。尽管是深入研究的主题，但去除的酰基及其下游代谢命运的表征仍然不完整。

“我们很高兴发现与去乙酰化酶相关的细胞代谢的这一意想不到的分支，”康奈尔大学博伊斯汤普森研究所教授FrankSchroeder博士说。“发现这些以前未表征的亚精胺衍生物可以深入了解这一关键途径的内部运作，并使我们更进一步了解线粒体去乙酰化酶的生理功能。”

研究人员采取了一种公正的方法，并使用比较代谢组学来筛选沉默调节蛋白依赖性代谢变化。该研究揭示了一种名为酰基亚精胺的新型代谢物家族，它们源自多种蛋白质的修饰，其中许多蛋白质在生长和细胞存活中发挥着重要作用。

更具体地说，作者指出，他们“将N-戊二酰亚精胺鉴定为秀丽隐杆线虫线粒体SirtuinSIR-2.3下游的代谢物，并证明SIR-2.3具有赖氨酸脱戊二酰酶的功能，并且N-戊二酰亚精胺可以衍生自O-戊二酰-ADP-核糖。”

在线虫中发现沉默调节蛋白连接的酰基亚精胺后，研究人员进一步证明，相同的化合物也存在于哺乳动物(包括人类)中。最后，研究小组证明了这些代谢物对线虫寿命和哺乳动物细胞增殖的直接影响。

他们发现，“小鼠和人类代谢组揭示了化学上多样化的N-酰基亚精胺，并且在两个细胞系中的哺乳动物线粒体SirtuinSIRT5下游观察到N-琥珀酰亚精胺和/或N-戊二酰亚精胺的形成，这与SIRT5的注释功能一致。”

最后，他们断言“N-戊二酰亚精胺被发现会对秀丽隐杆线虫的寿命和哺乳动物细胞增殖产生不利影响。”

“重要的生理功能反映在许多分子指纹中，包括数以万计有待发现的小分子代谢物，”施罗德实验室的研究生张兵森说。“这项工作是揭示我们体内广阔的化学暗物质空间的生物学作用和功能的一步。”

未来的研究将探讨这些发现的机制和药理学方面，特别是酰基亚精胺如何影响寿命、细胞生长及其与其他代谢途径的潜在相互作用。

“在亚精胺被分离近350年后，在了解其结构100年后，我们的工作进一步推进了亚精胺家族的集体知识，将其与其他重要的生化过程联系起来，包括中央能量代谢和氨基酸代谢，”张补充道。