健康

戦闘または飛行応答のリセット| –

交通量を遮断したり、プレゼンテーションを行いたり、食事を逃したりすると、体がストレスや飢sterに迅速に反応することを可能にする一連の生理学的変化を引き起こす可能性があります。この「戦闘または飛行」またはストレス反応に重要なのは、代謝から記憶形成まですべてに関与するタンパク質であるプロテインキナーゼA（PKA）の活性化をもたらす分子サイクルです。現在、ペンシルベニア州の研究者による研究により、このサイクルがストレスの多い出来事間でどのようにリセットされるかを明らかにしたため、身体は新しい課題を引き受ける準備ができています。 イメージング、構造、および生化学的技術の組み合わせによって明らかにされたこのリセットメカニズムの詳細は、最近で公開されました。 Journal of the American Chemical Society。 「戦闘または飛行の反応の初期の変化のいくつかには、ストレスからのアドレナリンや飢starからのグルカゴンのようなホルモンの放出が含まれます」と、化学と生化学と生物化学と分子生物学の准教授であり、論文の主著者であるGanesh Anand氏は述べています。 「これらのホルモンは、細胞内の100を超える異なる標的タンパク質を調節できる汎用性のあるタンパク質であるPKAを最終的に活性化する重要な分子サイクルを引き起こします。このサイクルをよりよく理解することは、ストレスや飢viationだけでなく、カフェインやサイクルを開始または拡張する特定の薬のような他のものにも影響を与えます。」 酵母から人間までの生物のすべての細胞において、PKAは活性状態と非アクティブな状態の間で振動します。グルカゴンやアドレナリンのようなホルモンが細胞内の特定の位置に結合すると、環状アンプまたはcAMPと呼ばれる分子を生成します。これは、PKAを含むタンパク質の非アクティブな複合体に結合し、PKAをより活性な状態に切り替えます。しかし、このサイクルが正確にどのように完了し、システム自体がどのようにリセットされているかは不明のままです。 「ストレスの多い状況が過ぎば、このサイクルが永続的に対応し、応答することを望まない」とアナンドは言った。 「システムをリセットできるようにしたい。このリセットプロセスのエラーによるPKAの調節不全は、心血管疾患、メタボリックシンドローム、その他の障害につながる可能性がある。このシステムがどのくらいアクティブになり、どのようにシャットダウンできるかを知りたかった」 電子顕微鏡と高解像度の凍結電子顕微鏡、および生化学技術といくつかの異なる形態の質量分析を含む複数のイメージング技術を使用します。これは、複合体のダイナミクスに関する洞察を提供しました。彼らはまた、これらの立体構造が細胞内で使用する物理的空間を明らかにしました。 「分子は硬い岩ではありません。呼吸しているように、絶えず変動しています」とアナンドは言いました。 「Cryo-Electron Microscopyは、多くの牽引力を獲得した強力なイメージング技術ですが、最終的には静的な画像を提供します。脚の写真を見ると、膝と足首の動作を推測できますが、他のさまざまな技術を使用して、モバイルを理解するために、この複雑なアプローチの間に違います。さまざまなコンフォメーションの変化中に、さまざまなコンポーネントが何をしているかを本当に理解できるように、新しい洞察。」 リセットメカニズムに統合されているのは、ホスホジエステラーゼタンパク質またはPDEであり、PKA複合体からcAMPを除去し、複合体を再び不活性にします。キャンプが削除されると、セル内に蓄積する可能性があり、リセットサイクルの数を追跡できます。 「システムはより多くのサイクルを通過するにつれて、より効率的になります」と、ペンシルベニア州エベリー科学大学の化学の大学院生であり、論文の最初の著者であるVarun Venkatakrishnan氏は述べています。 「ランナーが練習でスタミナを構築できるように、この戦闘または飛行応答で持久力を構築する能力があります。このシステムには、ラップを実行したラップ数を記録できる組み込みのタイマーがあります。サイクルを何度もアクティブ化することの意味をよりよく理解したいと思います。 研究者は、システムがストレッサー間でリセットできるようにすることが生理学的に重要であると述べました。たとえば、キャンプは記憶の形成を奨励し、ストレスの多い出来事の周りに記憶を形成できるようにします。長期的なストレスは、2型糖尿病を発症するリスクを高め、さまざまなシステムの機能に影響を与える可能性があります。 「現代世界では、カフェインや薬物などの物質を含め、私たちは継続的に刺激されています。サイクルが長い間活性化されたときに何が起こるかをよりよく理解したいと思います」とアナンドは言いました。 「カフェインはPDE阻害剤であるため、本質的にリセットメカニズムを一時停止し、実際のストレスなしでストレス反応から話題を得ることになります。また、食欲を変えるために使用されたり、いわゆる「反肥満」薬物を使用するために使用される薬物と呼ばれる薬物は、PKAのサイクルを見つけることができます。ストレスの影響。」 さらに、研究者たちは、極低温顕微鏡、質量分析、および生化学技術を使用する統合的で手続き的な枠組みは、多種多様なタンパク質複合体の可動部分を理解するために適応できると述べました。 AnandとVenkatakrishnanに加えて、ペンシルベニア州の研究チームには、Proteomics and Mass Spectrometry Core Facilityの准研究教授兼ディレクターであるTatiana Laremoreが含まれます。化学の大学院生、テレサ・バックリー。 Jean-Paul Armache、生化学および分子生物学の助教授。このホワイトペーパーのデータは、Penteomics and Mass Spectrometry…