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牧医所发现奶牛乳腺细胞合成酪蛋白的信号分子调控机制

发布时间:2019-08-28    来源:奶产品质量与风险评估科技创新团队    作者:赵圣国

  近日,中国农业科学院北京畜牧兽医研究所奶产品质量与风险评估创新团队在奶牛乳腺上皮细胞乳蛋白合成研究方面取得新进展,研究发现应激诱导蛋白信号分子(SESN2)通过雷帕霉素靶蛋白信号通路(mTORC1)负向调控奶牛乳腺上皮细胞中氨基酸介导的酪蛋白合成,该研究为调控奶牛乳腺上皮细胞合成酪蛋白提供了理论基础。相关研究成果已经发表在《农业与食品化学杂志(Journal of Agricultural and Food Chemistry)》。

  氨基酸是调控奶牛乳腺细胞增殖及乳蛋白合成的重要因子之一。该团队前期研究表明,在氨基酸通过mTORC1通路调控酪蛋白合成过程中,应激诱导蛋白信号分子是一个负向调控因子,但其调控机制尚不清楚。因此,该团队利用基因过表达和干扰技术,采用免疫共沉淀、质谱和激光共聚焦共定位等手段检测了SESN2调控氨基酸介导的mTORC1通路及酪蛋白合成的机制。

  研究结果表明,添加氨基酸能使酪蛋白合成和mTORC1通路显著上升,但这种上升能被SESN2的过表达阻止。SESN2能与SH3结构域结合蛋白4(SH3BP4)结合,并且SESN2过表达使酪蛋白合成和mTORC1通路显著下降,但这种下降能被SH3BP4的抑制阻止。氨基酸饥饿使转录激活因子4(ATF4)的表达和入核显著上升,并且使SESN2表达的显著上升,但这种上升能被ATF4的抑制阻止。因此,SESN2是氨基酸介导的mTORC1通路及其后续的酪蛋白合成的负向调控因子。在奶牛乳腺上皮细胞中,氨基酸饥饿通过ATF4促进SESN2的表达,并通过SH3BP4抑制mTORC1通路的活化及后续的酪蛋白合。这对解析氨基酸调控奶牛乳腺细胞合成酪蛋白的分子信号机制起到了促进作用。

  该研究得到国家奶业技术体系、中国农业科学院科技创新工程等项目支持。(通讯员:赵圣国)

  相关链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.9b00716

  

  SESN2负向调控酪蛋白合成的信号通路

  

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