新發現揭示TRP14 (TXNDC17)是半胱氨酸代謝和抗病的關鍵酶

來源：作者：人氣：-發表時間：2024-07-09 10:04:00【大中小】

摘要：來自一個國際合作項目的新發現強調了TRP14在健康和疾病中的關鍵作用。

來自一個國際合作項目的新發現強調了TRP14在健康和疾病中的關鍵作用。

瑞典，斯德哥爾摩——瑞典卡羅林斯卡醫學院醫學生物化學和生物物理系的研究人員與其他幾個研究小組合作，最近在EMBO雜志上發表了一項新研究，該研究將TRP14酶(也稱為TXNDC17)帶到了聚光燈下，發現了它在胱氨酸還原成半胱氨酸的基本作用，這是各種生命形式的基本過程。

圖1 TRP14是細胞內胱氨酸減少的限速酶，并調節蛋白質組半胱氨酸化

TRP14的重要作用被發現

研究小組發現TRP14 (14 kDa的硫氧還蛋白相關蛋白，也被稱為TXNDC17，因為含有17的硫氧還蛋白結構域)是細胞內胱氨酸還原的限速酶，這是向細胞提供半胱氨酸的關鍵步驟。這種氨基酸不僅是蛋白質合成所必需的，也是生產谷胱甘肽所必需的，谷胱甘肽是一種含硫醇的低分子量分子，在細胞中高濃度存在，提供還原等價物，支持防御氧化損傷和有毒代謝物的結合。

一種曾經神秘的酶變得臭名昭著

“很長一段時間以來，TRP14并沒有明確的功能，”該研究的主要作者Martí-Andrés博士說。“我們的研究不僅闡明了它在半胱氨酸代謝中的作用，還有助于解釋它在物種間的進化守恒。我相信我們的發現為理解細胞如何保持活力和保護自己免受氧化應激開辟了新的途徑。”

該研究還發現，當TRP14缺乏時，細胞切換到轉硫途徑，從蛋氨酸合成半胱氨酸，并強調了一種確保半胱氨酸可用性的適應性機制。

將半胱氨酸代謝與疾病聯系起來

這些發現似乎具有廣泛的生物醫學意義。小鼠中TXNDC17的基因缺失在急性胰腺炎期間顯示出對炎癥的保護作用，這表明半胱氨酸代謝與疾病之間存在直接聯系。

“這可能為治療與半胱氨酸代謝有關的疾病的新策略提供基礎，”該研究的通訊作者之一Arnér博士評論道。“在急性胰腺炎期間缺乏TRP14的小鼠中觀察到的保護作用尤其有希望，因為它們可能暗示與炎癥有關的疾病的新治療原則。”

圖2 TRP14是HEK293細胞中胱氨酸減少的限速酶

多物種調查

研究小組的方法很全面，從蠕蟲到人類都有涉及。“我們使用了遺傳、病理生理和生化方法來解剖TRP14的功能，”Arnér教授解釋說。“總的來說，我們在細胞培養和蠕蟲和老鼠等整個生物體中的發現很有啟發性。”

在秀麗隱桿線蟲中，缺乏TRP14會影響生長和處理細胞應激的能力。在小鼠中，研究人員評估了該酶在急性胰腺炎中的作用及其對胰腺蛋白質組的調節。在人類細胞中，TRP14被鑒定為參與胱氨酸還原的限速酶。這三種動物的研究結果相互支持，對TRP14的細胞功能有了更全面的認識。

走向未來

這項研究的意義可能是深遠的，TRP14被認為是與半胱氨酸代謝相關的病理生理狀況的可能治療靶點。接下來的步驟可能會更好地理解TRP14在細胞死亡途徑或藥物反應中的作用，特別是在癌癥治療中。Martí-Andrés博士說:“我們的下一步是探索如何應用我們對TRP14的理解來調節各種癌癥藥物治療的結果。我們的目標是將這些知識從實驗室帶到床邊，最終有可能對患者的生活產生真正的影響。”

隨著研究的繼續，臨床醫生、計算化學家和各種專家之間的合作對于將這些發現轉化為臨床應用至關重要。“隨著我們的前進，我們對這些可能性感到興奮，”Arnér教授說。“調節TRP14能否提高不同形式化療的療效或對抗耐藥性?”這就是我們的目標。”

參考資料

[1] TRP14 is the rate-limiting enzyme for intracellular cystine reduction and regulates proteome cysteinylation