當關鍵酶促過程下降時 骨折的風險可能會增加

紐約特洛伊——人體內(nèi)酶促過程的喪失會增加一個人骨折的風險。這一新發(fā)現(xiàn)最近由倫斯勒理工學院生物技術和跨學科研究中心(CBIS)主任Deepak Vashishth領導的國際科學家和工程師團隊在eLife上發(fā)表。

酶促過程對體內(nèi)許多化學反應至關重要，包括骨中細胞外基質(zhì)的產(chǎn)生，這對于機械支撐至關重要。磷酸化——關鍵的酶促過程之一——是磷酸基團和蛋白質(zhì)的結合，這對細胞調(diào)節(jié)至關重要。這一過程在許多疾病中發(fā)揮作用，但直到現(xiàn)在，研究人員仍不知道它是否改變了組織和器官功能的完整性。

在這篇論文中，研究人員研究了一種叫做骨橋蛋白的蛋白質(zhì)，它在保持基質(zhì)結合方面起著重要作用。研究人員開發(fā)了一種方法，他們可以誘導轉基因小鼠骨骼中的磷酸化(或類似物的去磷酸化)，其中一些含有骨橋蛋白，而另一些不含。通過對比兩組結果，研究人員發(fā)現(xiàn)斷裂韌性是衡量骨機械強度的指標，隨著骨橋蛋白磷酸化程度的增加而增加，隨著去磷酸化程度的增加而降低。更具體地說，磷酸化增強了交聯(lián)，并增加了骨橋蛋白和骨礦物質(zhì)上帶電基團之間的吸引力，從而使骨骼更堅固，骨折更困難。

Vashishth說：“這是第一個研究，它表明骨骼中的磷酸化非常重要，尤其是它如何幫助骨骼釋放能量，而這種修飾的丟失對骨骼有害?！?

研究小組還研究了骨橋蛋白磷酸化水平在罕見骨疾病中的作用，如與骨畸形相關的低磷血癥和高磷血癥。Vashishth說，在這兩種疾病中，骨橋蛋白的磷酸化水平下降，這為進一步研究奠定了基礎。

Vashishth說：“另一個有希望的發(fā)現(xiàn)是，這些水平確實會隨著骨骼疾病而改變?！薄霸谶@些疾病條件下，磷酸化是否直接影響骨骼的斷裂傾向？我們可以用什么治療工具來解決這個問題？這是我們要研究的問題?！?

本研究秉承倫斯勒大學推進研究和教育的典范——新技術學院的精神，多學科間高度協(xié)同。瓦希什思及其實驗室與加拿大麥吉爾大學、英國南安普頓大學、希臘帕特雷大學、丹麥奧胡斯大學和奧地利維也納科技大學的研究人員進行了合作。每個研究團隊都給這項工作帶來了不同的專業(yè)知識和這個難題。

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