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World File Search System分解代谢
Tay-Sachs病的基因检测
描述/背景GM2神经节蛋白是一组溶酶体脂质储存障碍，其中包括Tay-Sachs病（TSD）。GM2神经节苷脂是在神经细胞膜表面发现的大脂质分子。它们不断合成和退化。溶酶体是细胞内的细胞器，其中包含大约50种不同的酶，这些酶与有毒物质消化和清除废物的消化有关。这样一种酶是β-己糖胺酶A（β-己糖胺酶A或Hex A），这是导致GM2神经节蛋白底物的正常分解代谢。当AX A缺乏或缺乏时，底物会在细胞中积聚导致细胞死亡的细胞，最著名的是大脑和脊髓中的细胞。Hexa基因提供了制作六角亚基的指示，而Hexa基因中的变体导致Hex A的生产不足A。TSD疾病的严重程度与人体产生的十六进制量直接相关。tay-sachs已被发现有几种形式：婴儿（或经典），少年和成人（或晚发）。在一个家庭中只有一种形式的Tay-Sachs发生。婴儿tay-sachs：婴儿形式的特征是几乎完全缺乏十六进制的酶活性，并且是最严重的形式。婴儿出生时可能不受影响；但是，症状出现在生命的头几个月中。症状包括失去学习技能（回归），癫痫发作以及肌肉和心理功能的丧失。经典的症状是从脉络膜暴露中发现了眼球的樱桃红点。以这种形式的儿童在幼儿时期无法生存。少年tay-sachs：这种形式具有一系列严重性，症状出现在童年时期的任何时候，但通常在2至5岁之间。症状包括行为问题，逐渐丧失技能，频繁的呼吸道感染和癫痫发作。具有这种形式的孩子通常无法在十几岁的时候生存。成人Tay-Sachs：这是最不严重的形式，在童年后期出现症状。症状可能包括笨拙，肌肉无力，精神疾病和
休眠肿瘤通过通过DKK3
引言Gaucher病（GD）在Ashkenazi犹太人中有800名中的1例，在一般人群中有1,000-50,000中的1个。它是由GBA基因中的突变引起的，该突变编码为葡萄糖酶酶（GCASE）。gcase参与糖磷脂分解代谢，从葡萄糖基层（GLCCCER）裂解葡萄糖以产生神经酰胺（CER）。GLCCER也可以通过酶酸神经酰胺酶转化为葡萄糖基肾上腺素（GLC-SPH）（2）。在GD中，表示不足的GCASE，导致GLCCER和GLCSPH的积累（3-5）。GD的特征是肝肾上腺肿，细胞质，贫血和骨骼疾病（1、6、7）。GD的最低严重表现，1型GD通常与神经系统症状无关，而这种疾病类型的个体寿命最长。但是，GD类型2和3是神经性的。2型GD是最严重的疾病类型，可以导致肝肾上腺全球，蛋白石，呼吸暂停，鳞茎症状，囊瘫痪和肌阵挛性癫痫，但骨骼疾病不存在（1，7）。症状发作往往在3-6个月大时发生，中位寿命为9个月（1，7）。在3型GD中，症状通常为20岁，其中一半的患者在2（7）之前出现。具有3型GD的人可能会活到成年早期（1）。症状差异很大，可能包括肝脾肿大，细胞质，贫血，骨骼疾病，眼科，眼科，脑畸形，脑畸形，小脑共济失调，肌阵挛性癫痫和痴呆症（7）。在小鼠中，GLCCER向CER的转化对于表皮成熟至关重要（9）。在小鼠中，GLCCER向CER的转化对于表皮成熟至关重要（9）。首次尝试在小鼠中建模GD的尝试导致出生后不久导致的致死性，这是由于整个皮肤屏障的迅速流失（8）。GBA-NULL等位基因阻止了这种转换，从而阻碍了表皮屏障的发展。插入物的寿命相似，由于皮肤缺陷相似（10）。其他点突变（V394L，D409H和D409V）导致寿命更长
超越生长：非生长生长代谢对微生物碳持续效率的重要性
土壤中的微生物碳使用效率（CUE）捕获碳（c）在微生物代谢物的合成代谢生物合成和分解代谢C排放之间进行分配（即呼吸c废物）。使用C进行生物合成，为土壤中微生物代谢残基的积累提供了潜力。在C循环中被认为是至关重要的控制，在大多数土壤C模型中实现了微生物提示。由于模型对提示的高灵敏度，可靠的土壤C投影需要准确的提示定量。提示的当前测量值忽略微生物非生长代谢产物，例如细胞外聚合物（EPS）或外酶，尽管它们仍然保留在土壤中，并且可能在定量上很重要。在这里，我们强调说，无视非增长的代谢可能会导致严重低估提示。基于两个案例研究，我们证明，忽视外酶和EPS的产生分别低估了100％以上和30％的提示。通过将这些特异性值纳入模型模拟中，我们观察到该模型在64年内投影了34％的SOC库存，当时考虑了非增长代谢物用于估算提示，强调了准确的提示量化的至关重要的重要性。我们在这里概述的考虑因素挑战了目前如何测量提示的方式，我们建议对非生长代谢产物定量的改进进行改进。根据当前关于土壤C稳定机制的讨论，我们呼吁努力在土壤中打开“黑框”微生物生理的“黑匣子”，并在提示测量中纳入所有定量重要的C用途。研究工作应以（i）捕获微生物C使用的多种tude来提高提示估计，（ii）改进技术以量化土壤中的非增长代谢产物，以及（iii）对动态代谢C在不同环境条件下的使用和随着时间的推移以及随着时间的流逝以及随着时间的流逝提供了理解。
线粒体靶向药物 MitoQ 改善 C26 肿瘤小鼠的肌肉萎缩、虚弱和氧化代谢
癌症恶病质是一种衰弱综合征，其特征是骨骼肌萎缩、虚弱和疲劳。多种致病机制可导致这些肌肉紊乱。已知线粒体变异、代谢改变和氧化应激增加会促进肌肉无力和肌肉分解代谢。为了改善恶病质，已测试了几种药物来刺激线粒体功能并使氧化还原平衡正常化。本研究的目的是测试 Mitoquinone Q (MitoQ) 的潜在有益抗恶病质作用，MitoQ 是最广泛使用的靶向线粒体的抗氧化剂之一。我们在这里表明，体内施用 MitoQ（每日 25 mg/kg 饮用水）能够改善 Colon-26 (C26) 携带者的体重减轻，而不会影响肿瘤大小。使用 MitoQ 治疗后，C26 宿主的骨骼肌和强度持续改善。与骨骼肌质量的改善相一致，MitoQ 治疗能够部分纠正 E3 泛素连接酶 Atrogin-1 和 Murf1 的表达。相反，合成代谢信号并没有因治疗而改善，这表现为 AKT、mTOR 和 4EBP1 磷酸化没有变化。基因表达评估显示，肿瘤宿主的线粒体生物合成和体内平衡标志物的水平发生了改变，尽管只有 Mitofusin-2 水平受到治疗的显著影响。有趣的是，参与调节线粒体功能和代谢的基因 Pdk4 和 CytB 的水平也因 MitoQ 而部分增加，这与己糖激酶 (HK)、丙酮酸脱氢酶 (PDH) 和琥珀酸脱氢酶 (SDH) 酶活性的调节一致。尽管肌肉 LDL 受体表达没有变化，但接受 MitoQ 治疗的 C26 携带者的氧化代谢改善与肌骨变性（即肌内脂肪滤过）减少有关，因此表明 MitoQ 可以促进肌肉组织中的 β 氧化，并促进肌肉代谢和纤维组成从糖酵解向氧化的转变。总体而言，我们的数据表明 MitoQ 是一种有效的治疗方法，可改善肿瘤宿主的骨骼肌质量和功能，并进一步支持旨在测试靶向线粒体的抗氧化剂与常规化疗药物联合使用的抗恶病质特性的研究。
Kumar S等。兽医医学的未来：整合生物技术以改善动物健康和福利。 OA J Ani植物饲养2024，4（1）：180021。manasa K.维生素B12在DNA合成及其临床表现中的作用。 Pharma Sci Analytical Res J 2024，6（4）：180115。
维生素B12（钴胺素）是必不可少的微量营养素，在DNA合成，细胞复制和维持基因组稳定性中具有关键作用。其生化功能是通过两个酶促反应介导的，这些酶促反应对于核苷酸生物合成和甲基化循环的正常功能至关重要。首先，维生素B12充当蛋氨酸合酶的辅助因子，蛋氨酸合酶是一种酶，负责将同型半胱氨酸对甲氨酸的再甲基化。蛋氨酸随后转化为S-腺苷硫氨酸（SAM），这是用于DNA，RNA，RNA，蛋白质和脂质甲基化的主要甲基供体供体。DNA甲基化是调节基因表达的关键表观遗传机制，可确保正确的染色质结构和基因组稳定性。由于维生素B12缺乏而导致的该途径中的破坏会导致异常的DNA甲基化模式，这些模式与各种病理状况有关，包括癌症，心血管疾病和神经退行性疾病。其次，维生素B12参与通过甲基甲基甲基甲酰基-COA突变酶转化甲基甲硅烷-COA到琥珀酰-COA。这种反应对于奇数链脂肪酸和某些氨基酸的分解代谢至关重要，并且在DNA的构成块的脱氧核糖核苷酸的合成中也起作用。由于维生素B12缺乏而导致的甲基甲硅烷-COA突变酶的功能受损导致甲基甲酸的积累，这会破坏线粒体功能并有助于神经毒性。在临床上，维生素B12缺乏表现出各种血液学和神经系统症状。最值得注意的是大型贫血贫血，其特征是血液中存在大型，不成熟和功能失调的红细胞。这种情况是由DNA合成受损引起的，DNA合成导致无效的红细胞生成和细胞分裂的停滞。神经系统并发症，包括周围神经病，认知衰落和骨髓病，也很常见，这是由于髓磷脂合成和维持的破坏而引起的。总而言之，维生素B12对于维持DNA完整性，有效的细胞复制以及血液学和神经系统的整体健康是必不可少的。这种维生素的足够水平对于防止DNA损伤，支持适当的甲基化过程以及预防缺乏症的长期后果至关重要，包括贫血，神经变性和疾病易感性提高。
将新血液带到促肿瘤的炎症
与肿瘤细胞中积累的遗传和表观遗传变化并行，慢性肿瘤促进肿瘤建立了一种局部微环境，从而促进了恶性肿瘤的发展。虽然了解促进肿瘤与非肿瘤促进肿瘤的特定因素的知识仍然是早期的，但仍然是对“癌症的标志”的突出显示的，但显然显然是肿瘤刺激性炎症对于识别肿瘤的炎症至关重要。对免疫代谢和弱量代谢的研究揭示了色氨酸分解代谢酶IDO1作为肿瘤促进肿瘤中的核心元素的作用。在一个级别上，IDO1表达促进了对肿瘤抗原的免疫耐受性，从而帮助肿瘤逃避适应性免疫控制。此外，最近的发现表明，IDO1还通过颠覆局部先天免疫来促进肿瘤新血管化。这种新认识的IDO1功能是由称为IDVC（IDO1依赖性血管化细胞）的独特髓样细胞群介导的。最初在转移性病变中鉴定出，IDVC可能会对各种疾病环境中的病理新生血管形成更广泛的影响。 从机械上讲，通过炎性细胞因子IFN G在IDVC中诱导IDO1表达，通过刺激IL6的表达（一种强大的促促血管生成细胞因子）来阻止IFNG对新血管形成的拮抗作用。最初在转移性病变中鉴定出，IDVC可能会对各种疾病环境中的病理新生血管形成更广泛的影响。从机械上讲，通过炎性细胞因子IFN G在IDVC中诱导IDO1表达，通过刺激IL6的表达（一种强大的促促血管生成细胞因子）来阻止IFNG对新血管形成的拮抗作用。通过促进血管通道，这种新归因的IDO1功能与其他癌症标志功能（肿瘤促进肿瘤的侵入，免疫逃生，细胞代谢改变，转移）的参与可能源于正常的生理功能，例如受伤的治疗术中的正常生理功能。了解IDO1参与这些癌症标志功能的细微差别在不同的肿瘤环境之间对成功的IDO1-定向疗法的未来发展至关重要。
考试问题生物信息学和系统生物学
1。原核生物和真核细胞的结构和功能的一般特征。2。催化和生物合成。细胞代谢中的分解代谢和合成代谢途径。能量代谢。ATP。 光合作用。 3。 DNA的结构和功能。 染色体DNA及其包装。 染色体的全球结构。 4。 人类基因组。 基因组测序项目。 种群遗传学。 5。 表观遗传学。 表观遗传调节的机制。 6。 原核生物和真核生物中的DNA复制。 DNA聚合酶。 7。 原核生物和真核生物中的转录。 原核生物和真核RNA聚合酶的类型。 转录因子。 8。 真核生物中的RNA处理。 剪接，替代剪接。 变形，自剪接的内含子。 9。 原核生物和真核生物中的翻译。 核糖体。 翻译因素。 折叠和伴侣。 蛋白质的翻译后修饰。 10。 真核细胞周期。 有丝分裂和减数分裂。 11。 细胞膜。 膜的组成。 膜蛋白。 膜运输原理。 载体蛋白和主动膜转运。 离子通道。 12。 分子技术。 聚合酶链反应。 基因组编辑。ATP。光合作用。3。DNA的结构和功能。染色体DNA及其包装。染色体的全球结构。4。人类基因组。基因组测序项目。种群遗传学。5。表观遗传学。表观遗传调节的机制。6。原核生物和真核生物中的DNA复制。DNA聚合酶。7。原核生物和真核生物中的转录。原核生物和真核RNA聚合酶的类型。转录因子。8。真核生物中的RNA处理。剪接，替代剪接。变形，自剪接的内含子。9。原核生物和真核生物中的翻译。核糖体。翻译因素。折叠和伴侣。蛋白质的翻译后修饰。10。真核细胞周期。有丝分裂和减数分裂。11。细胞膜。 膜的组成。 膜蛋白。 膜运输原理。 载体蛋白和主动膜转运。 离子通道。 12。 分子技术。 聚合酶链反应。 基因组编辑。细胞膜。膜的组成。膜蛋白。膜运输原理。载体蛋白和主动膜转运。离子通道。12。分子技术。聚合酶链反应。基因组编辑。限制酶。13。细胞信号的一般原理。主信号通路和分子。14。免疫系统：先天和适应性。器官和免疫系统的细胞。抗体。疫苗。15。DNA修复。单元格周期检查点。程序性细胞死亡（凋亡）。
Eun Joong Oh - 普渡大学农业
3.Shin, M. H., Park, H., Kim, S., Oh, E. J. , Jeong, D., Florencia, C., Kim, K. H., Jin, Y. S., 和 Kim, S. R. 2021.糖酵解基因失活引起的转录组变化及其对酿酒酵母戊糖代谢的优势。生物工程和生物技术前沿 9, 654177。4.Jeong, D., Park, H., Jang, B. K., Ju, Y., Shin, M. H., Oh, E. J. , Lee, E. J., and Kim, S. R. 2021。柑橘皮废料生物增值转化为燃料和化学品的最新进展。生物资源技术 323, 124603。5.Lacerda, M. P., Oh, E. J. 和 Eckert, C. 2020。模型系统酿酒酵母与新兴非模型酵母在生物燃料生产中的比较。Life 10(11), 299.6.Jeong, D*., Oh, E.J.* , Ko, J. K., Nam, J. O., Park, H. S., Jin, Y. S., Lee, E. J., and Kim, S. R. 2020.酿酒酵母中木糖分解代谢途径异源表达的代谢工程考虑因素。PLoS ONE 15(7), e0236294。(* 同等贡献) 7.Oh, E. J. , Liu, R., Liang, L., Freed, E. F., Eckert, C. A., 和 Gill, R. T. 2020.利用酵母表面展示平台进行抗体片段的多重进化。ACS Synthetic Biology 9(8), 2197-2202。8.Choudhury, A., Fankhauser, R. G., Freed, E. F., Oh, E. J. , Morgenthaler, A.B., Bassalo, M. C., Copley, S. D., Kaar, J. L., 和 Gill, R. T. 2020.大肠杆菌中 Cas9 介导重组工程高效编辑的决定因素。ACS Synthetic Biology 9(5), 1083-1099。9.Park, H., Jeong, D., Shin, M. H., Kwak, S., Oh, E. J. , Ko, J. K., 和 Kim, S. R. 2020.酿酒酵母在将热液预处理的木质纤维素生物质转化为乙醇的过程中对木糖的利用。应用微生物学和生物技术 104, 3245-3252。10.Oh, E. J. 和 Jin, Y. S. 2020.酿酒酵母工程改造以实现高效
mTOR 信号传导：癌症、心血管疾病、糖尿病和衰老的新见解
雷帕霉素的机制/哺乳动物靶点 (mTOR) 是磷酸肌醇 3-激酶 (PI3K) 相关激酶家族的成员，它整合细胞内和环境因素，协调多种细胞/组织功能，如细胞生长、增殖、代谢、自噬、细胞凋亡、寿命、蛋白质/脂质/核苷酸合成以及组织再生和修复 [1]。尽管 mTOR 信号对于正常的细胞稳态至关重要，但 mTOR 的异常激活可能与多种病理结果相关，包括不同类型的癌症、代谢/心血管/肺部疾病和神经退行性疾病 [2]。考虑到 mTOR 信号转导的病理生理重要性，我们在本期特刊中收集了评论文章、原创研究文章和简短通讯，以深入了解不同疾病中的 mTOR 信号网络，从而开发新的 mTOR 靶向治疗方法。 mTOR 是两个结构和功能不同的蛋白质复合物的核心成分，即 mTOR 复合物 1（mTORC1）和 mTOR 复合物 2（mTORC2）。mTORC1 整合各种刺激和信号网络来促进细胞合成代谢，但它通过调节自噬过程的每个步骤（包括诱导、成核、延长和双膜自噬体的形成，自噬溶酶体的形成以及自噬体隔离底物的回收）来抑制自噬等分解代谢过程[3]。肌肉中 mTORC1-自噬轴的失调可导致多种肌肉疾病的发展。Han 等人强调了平衡 mTORC1 和自噬在能量产生/消耗和大分子周转过程中的重要作用，对于维持骨骼肌的生理状态[4]。他们还讨论了通过恢复 mTORC1 和自噬之间的平衡来减轻两种肌肉疾病（癌症恶病质和肌肉减少症）进展的潜在治疗选择。PI3K/mTOR 信号通路在调节细胞稳态中起着关键作用；因此，信号失调通常与衰老和与年龄相关的病理有关，包括癌症、心血管疾病和糖尿病等。因此，了解这种高度非线性的系统通路（涉及复杂的调节机制和与邻近通路的串扰）对于推进生物学和开发新的治疗方法是必不可少的。Ghomlaghi 等人利用文献中可用的计算和实验研究，对 PI3K/mTOR 信号的复杂动态机制网络进行了很好的概述，强调了它与其他主要信号通路的相互作用/相互依赖性、竞争性抑制和表观遗传改变特性，以及相关的相互关联的正/负调节回路（反馈/前馈机制）[ 5 ]。在本文中，作者强调了使用计算模型来研究这种复杂的网络
AMPK在抑制自噬和长期氨基酸剥夺作者中MTORC1信号的重新激活中的意外作用
摘要AMPK促进分解代谢并抑制合成代谢的细胞代谢，以在能量应激期间促进细胞存活，部分通过抑制MTORC1，这是一种合成代谢激酶，需要足够水平的氨基酸。我们发现缺乏AMPK的细胞显示出在氨基酸剥夺长期导致的营养应激期间凋亡细胞死亡增加。我们假定自噬受损解释了这种表型，因为一种普遍的观点认为AMPK通过ULK1的磷酸化启动了自噬（通常是亲生响应）。出乎意料的是，在缺乏AMPK的细胞中，自噬仍然没有受损，正如多个细胞系中的几个自噬读数所监测的那样。更令人惊讶的是，在氨基酸剥夺期间，不存在AMPK的ULK1信号传导和LC3B脂质增加，而AMPK介导的ULK1 S555的磷酸化（拟议启动自噬的站点）在氨基酸戒断或药理学MTORC1抑制后降低了ULK1 S555（拟议启动自噬）的磷酸化。此外，用化合物991，葡萄糖剥夺或氨基酸戒断引起的AICAR钝化自噬的AMPK激活。这些结果表明AMPK激活和葡萄糖剥夺抑制自噬。作为AMPK控制的自噬在意外方向上，我们检查了AMPK如何控制MTORC1信号传导。矛盾的是，我们观察到在长时间氨基酸剥夺后缺乏AMPK的细胞中MTORC1的重新激活受损。这些结果共同反对既定的观点，即AMPK促进自噬并普遍抑制MTORC1。这些发现促使对AMPK及其对自噬和MTORC1的控制如何影响健康和疾病进行了重新评估。此外，在延长氨基酸剥夺的背景下，它们揭示了AMPK在抑制自噬和MTORC1信号传导中的意外作用。关键字：mtor; S6K1; 4EBP1; lc3b; ULK1; ATG16L1;化合物991;葡萄糖剥夺； aicar;细胞存活缩写：AAS：氨基酸； ADP：双磷酸腺苷； AICAR：5-氨基咪唑-4-羧酰胺核糖核苷酸； AMP：单磷酸腺苷； AMPK：AMP激活的蛋白激酶； ATG14：自噬相关14； ATG16L1：自噬相关16，如1； ATG5：自噬相关5; BAFA1：Bafilomycin A1； DKD：双重击倒； DKO：双淘汰赛； ECL：增强的化学发光； LC3B：微管相关蛋白1A/1B轻链3B； MEF：小鼠胚胎成纤维细胞； MTORC1：雷帕霉素复合物1的机械靶标； MTORC2：雷帕霉素复合物2的机械靶标； p62：泛素结合蛋白p62，又名SQSTM1/secestosoms 1; S6K1核糖体蛋白S6激酶1; 4EBP1，EIF4E [真核起始因子4E]结合蛋白1； TEM：透射电子显微镜； ULK1：UNC-51样激酶1； VPS34，液泡蛋白排序34。