Cell：揭示SIRT3在調節線粒體健康中的關鍵作用
2016年11月6日/生物谷BIOON/--就蛋白而言，去乙醯化酶（sirtuin）是令人喜歡的，而且因它們與衰老和年齡相關疾病相關聯而受到人們的廣泛關注。作為去乙醯化酶的來源，線粒體，也因在健康和疾病中的作用而聞名於世。
來自美國哈佛醫學院的Marcia Haigis和她的團隊從事基礎研究，提出了一個較為深刻的問題：在細胞中，哪些蛋白與去乙醯化酶進行交談？
為了解決這個問題，在一項新的研究中，Haigis團隊構建出在線粒體中發現的去乙醯化酶的蛋白相互作用圖譜，即蛋白相互作用組。他們隨後利用這種圖譜揭示一種特定的去乙醯化酶如何與它的蛋白搭檔相互合作來維持線粒體正常運轉。
Haigis團隊繪製了89種蛋白的星座圖以便觀察到去乙醯化酶蛋白家族的三個成員SIRT3、SIRT4和SIRT5哪個結合得最為牢固。這種方法讓他們發現SIRT3和它在調節線粒體健康中發揮的關鍵性作用。
損傷控制在細胞和它們的組分中發揮著至關重要的作用，能夠啟動一種降解缺陷組分的過程。但是，結果證實SIRT3以一種不同的方式介入。它快速地對線粒體應激作出反應，同時不用啟動自我摧毀的開關。
在這項研究中，Haigis團隊為未來的研究提供一種路線圖，而且揭示他們如何利用它發現對線粒體應激作出的這種反應。
Haigis說，「了解三種線粒體去乙醯化酶的蛋白結合圖譜看起來是什麼樣子給我們---和這個領域---提供一種非常豐富的資源。這種蛋白相互作用組讓我們研究應激反應，而且我們觀察得越多，我們更加清楚的是，這種反應實際上是一種調節反饋。」
在細胞內，線粒體必須在它的內膜兩邊維持一種合適的化學梯度，其中作為細胞的能源，ATP是在線粒體內膜上產生的。當這種被稱作膜電勢穩態（membrane potential homeostasis）的均衡被破壞時，它的pH水平急劇下降，而且這種膜電勢發送一種信號來破壞線粒體。
Haigis和她的團隊發現SIRT3和它的蛋白結合搭檔ATP5O對這種pH下降作出的反應是翻動其他蛋白上的化學標記，和改變它們在線粒體中的交談對象。作為對細胞應激作出的反應，SIRT3和ATP5O能夠撥動這些化學相互作用直到合適的平衡得到恢復。
Haigis說，「這是對應激作出的一種快速反應，而且從細胞生物學的觀點來看，它比總是降解受損的線粒體更加高效。」（生物谷 Bioon.com）
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Mitochondrial Sirtuin Network Reveals Dynamic SIRT3-Dependent Deacetylation in Response to Membrane Depolarization
Wen Yang, Koji Nagasawa, Christian Münch, Yingjie Xu, Kyle Satterstrom, Seungmin Jeong, Sebastian D. Hayes, Mark P. Jedrychowski, F. Sejal Vyas, Elma Zaganjor, Virginia Guarani, Alison E. Ringel, Steven P. Gygi, J. Wade Harper, Marcia C. Haigis
doi:10.1016/j.cell.2016.10.016
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