印第安纳大学 图解Pif1解旋酶乙酰化的图表，作者:马修·博奇曼和拉塔·巴拉克里希南，印第安纳大学布鲁明顿/IUPUI分校 由IUPUI大学和印第安纳大学布鲁明顿分校的科学家领导的一项新研究首次描述了一种生物化学机制，这种机制可以增强在多种癌症中观察到的分子的活性
这种分子是一种叫做Pif1解旋酶的酶，在体内许多重要的细胞过程中发挥作用
严格调控这种蛋白质对基因组的稳定性至关重要，因为太少或太多的活性会影响衰老和与年龄相关的疾病，主要是癌症
一种常见的癌症疗法，HDAC抑制剂，也能引发这种酶的激增
“目前，我们正在给人们服用增加皮夫活性的药物，而不完全知道它如何影响细胞中对基因组稳定性起作用的其他部分，”IUPUI大学科学学院的生物学副教授拉塔·巴拉克里希南说，他是这项研究的合著者
“HDAC抑制剂上调某些肿瘤抑制基因，因此被用于治疗特定癌症的联合疗法，但当涉及到它们对细胞其他部分的影响时，我们基本上是在黑暗中操作
" 这项研究的另一位主要作者是马修·博奇曼，他是IU布鲁明顿艺术与科学学院分子和细胞生物化学系的副教授
其他合著者是克里斯托弗·索森和奥尼耶卡奇
奥诺奈博士
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在研究时，分别在博奇曼实验室和巴拉克里希南实验室的学生
研究中描述的机制是赖氨酸乙酰化对Pif1的影响
赖氨酸乙酰化发生在一种叫做乙酰基的小分子与赖氨酸结合的时候，赖氨酸是一种用来在体内构建普通蛋白质的氨基酸
这个动作将赖氨酸从带正电的分子转化为带负电的分子
这种中和作用会影响细胞中的蛋白质功能、蛋白质稳定性和蛋白质相互作用等
解旋酶被称为细胞的基因“拉链”，因为它们为了基因复制和修复的目的而拉开DNA
它们也有助于维持端粒，端粒是染色体末端的结构，随着年龄的增长而缩短
在新的研究中，研究人员确定了Pif1解旋酶上的赖氨酸乙酰化，并表明乙酰基的添加增加了蛋白质的活性及其“解链”功能
他们还发现赖氨酸乙酰化改变了Pif1蛋白的形状或“构象”
他们认为这种形状变化增加了Pif1螺旋酶的量
“赖氨酸上乙酰基的添加和移除的动态相互作用调节细胞内多种蛋白质，”巴拉克里希南说
“对这一过程的干扰可能在癌症、衰老、炎症反应甚至成瘾相关行为中发挥作用
" “作为一个类别，解旋酶参与了基因组完整性的许多必要过程，”博奇曼补充说
“这些过程中的任何重大失败通常都是致癌的
" Pif1中赖氨酸乙酰化的精确细节、其对酶形状的影响以及由此产生的对解旋酶活性的影响花了近五年的时间来观察和报道
这项在两个国际大学校园平行进行的研究是由主要科学家互补的专业知识促成的
作为一名之前研究过其他蛋白质赖氨酸乙酰化的生物化学家，巴拉克里希南能够在试管中分离出Pif1，观察其对化学反应的反应
相比之下，作为一名在酵母中工作的遗传学家，作为一个研究Pif1的模式生物，博奇曼能够在体内修饰细胞，以观察生物体内的反应
巴拉克里希南说:“在活细胞中观察这些反应的能力通常更相关，但也更混乱。”
“我们的实验不断通知对方下一步该去哪里
" 展望未来，博奇曼说，细胞过程的复杂知识——如赖氨酸乙酰化——将在个性化治疗中发挥越来越大的作用
“如果你给病人的肿瘤排序，你可以微调药物，使其针对非常特定的酶，”他说
“取代广泛影响整个细胞的药物，有可能采取一种减少潜在副作用的靶向方法
这种个性化水平确实是癌症生物学和癌症医学的未来
"
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