當(dāng)關(guān)鍵酶促過程下降時(shí) 骨折的風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)增加

紐約特洛伊——人體內(nèi)酶促過程的喪失會(huì)增加一個(gè)人骨折的風(fēng)險(xiǎn)。這一新發(fā)現(xiàn)最近由倫斯勒理工學(xué)院生物技術(shù)和跨學(xué)科研究中心(CBIS)主任Deepak Vashishth領(lǐng)導(dǎo)的國際科學(xué)家和工程師團(tuán)隊(duì)在eLife上發(fā)表。

酶促過程對(duì)體內(nèi)許多化學(xué)反應(yīng)至關(guān)重要，包括骨中細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生，這對(duì)于機(jī)械支撐至關(guān)重要。磷酸化——關(guān)鍵的酶促過程之一——是磷酸基團(tuán)和蛋白質(zhì)的結(jié)合，這對(duì)細(xì)胞調(diào)節(jié)至關(guān)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(jié)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(dǎo)轉(zhuǎn)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(duì)比兩組結(jié)果，研究人員發(fā)現(xiàn)斷裂韌性是衡量骨機(jī)械強(qiáng)度的指標(biāo)，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(qiáng)了交聯(lián)，并增加了骨橋蛋白和骨礦物質(zhì)上帶電基團(tuán)之間的吸引力，從而使骨骼更堅(jiān)固，骨折更困難。

Vashishth說：“這是第一個(gè)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(duì)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(guān)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(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。

Vashishth說：“另一個(gè)有希望的發(fā)現(xiàn)是，這些水平確實(shí)會(huì)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(gè)問題？這是我們要研究的問題?！?

本研究秉承倫斯勒大學(xué)推進(jìn)研究和教育的典范——新技術(shù)學(xué)院的精神，多學(xué)科間高度協(xié)同。瓦希什思及其實(shí)驗(yàn)室與加拿大麥吉爾大學(xué)、英國南安普頓大學(xué)、希臘帕特雷大學(xué)、丹麥奧胡斯大學(xué)和奧地利維也納科技大學(xué)的研究人員進(jìn)行了合作。每個(gè)研究團(tuán)隊(duì)都給這項(xiàng)工作帶來了不同的專業(yè)知識(shí)和這個(gè)難題。

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