纽约特洛伊——人体内酶促过程的丧失会增加一个人骨折的风险。这一新发现最近由伦斯勒理工学院生物技术和跨学科研究中心(CBIS)主任Deepak Vashishth领导的国际科学家和工程师团队在eLife上发表。
酶促过程对体内许多化学反应至关重要，包括骨中细胞外基质的产生，这对于机械支撑至关重要。磷酸化——关键的酶促过程之一——是磷酸基团和蛋白质的结合，这对细胞调节至关重要。这一过程在许多疾病中发挥作用，但直到现在，研究人员仍不知道它是否改变了组织和器官功能的完整性。
在这篇论文中，研究人员研究了一种叫做骨桥蛋白的蛋白质，它在保持基质结合方面起着重要作用。研究人员开发了一种方法，他们可以诱导转基因小鼠骨骼中的磷酸化(或类似物的去磷酸化)，其中一些含有骨桥蛋白，而另一些不含。通过对比两组结果，研究人员发现断裂韧性是衡量骨机械强度的指标，随着骨桥蛋白磷酸化程度的增加而增加，随着去磷酸化程度的增加而降低。更具体地说，磷酸化增强了交联，并增加了骨桥蛋白和骨矿物质上带电基团之间的吸引力，从而使骨骼更坚固，骨折更困难。
Vashishth说：“这是第一个研究，它表明骨骼中的磷酸化非常重要，尤其是它如何帮助骨骼释放能量，而这种修饰的丢失对骨骼有害。”
研究小组还研究了骨桥蛋白磷酸化水平在罕见骨疾病中的作用，如与骨畸形相关的低磷血症和高磷血症。Vashishth说，在这两种疾病中，骨桥蛋白的磷酸化水平下降，这为进一步研究奠定了基础。
Vashishth说：“另一个有希望的发现是，这些水平确实会随着骨骼疾病而改变。”“在这些疾病条件下，磷酸化是否直接影响骨骼的断裂倾向？我们可以用什么治疗工具来解决这个问题？这是我们要研究的问题。”
本研究秉承伦斯勒大学推进研究和教育的典范——新技术学院的精神，多学科间高度协同。瓦希什思及其实验室与加拿大麦吉尔大学、英国南安普顿大学、希腊帕特雷大学、丹麦奥胡斯大学和奥地利维也纳科技大学的研究人员进行了合作。每个研究团队都给这项工作带来了不同的专业知识和这个难题。
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