ARID4B在牛磺酸调节成肌细胞C2C12蛋白质合成中的作用
2021-03-10高学军王璐璐
高学军,王璐璐,祁 昊,王 哲,甄 贞
(东北农业大学生命科学学院,哈尔滨 150030)
畜禽蛋白质产量由骨骼肌总量决定。骨骼肌由轴旁中胚层发育而来,由干细胞定向分化形成单核成肌细胞,进而融合形成多核肌管和成熟肌纤维。骨骼肌细胞生长发育过程不仅包括成肌细胞增殖与分化,也与蛋白质合成水平有关[1]。成肌细胞蛋白质合成是骨骼肌生长发育重要过程之一。
蛋白质生物合成受多种信号通路调控。丝/苏氨酸蛋白激酶mTOR(The mechanistic target of rapamycin)在细胞生长、增殖和凋亡等过程中发挥重要生物学作用,是众多代谢过程中核心调控因子。研究发现,mTOR信号通路可促进骨骼肌生长及再生[2]。mTOR通过mTOR复合物1(mTOR complex 1,mTORC1)和mTOR复合物2(mTOR complex 2,mTORC2)发挥调节细胞生长和蛋白质合成作用[3-4]。mTORC1使其下游两个重要信号分子S6K1(Ribosomal protein S6 kinase 1)与4EBP1(4E-binding protein 1)发生磷酸化,4EBP1磷酸化后翻译起始因子eIF4E(Eukaryotic initiation factor 4E)被释放;eIF4E与eIF4G(Eukaryotic initiation factor 4G)结合,提高mRNA稳定性,促进mRNA翻译起始;而S6K1磷酸化促使核糖体蛋白S6磷酸化,增加与蛋白质合成相关编码蛋白mRNA翻译过程。mTOR通过下游信号分子作用,促进细胞生长和蛋白质合成[5]。mTORC2则通过调节AKT和PKC激酶活化,参与细胞骨架构建及细胞极性调节等过程,影响细胞增殖[5]。
各种营养素(氨基酸、脂肪酸、葡萄糖等)和胰岛素、生长激素等均可通过PI3K(Phosphatidylinositol 3-kinase)/Akt(Protein kinese B)信号通路mTOR途径调节成肌细胞蛋白质合成[6]。在营养因子中,氨基酸既是蛋白质合成必需底物,也是mTORC1活性调节必要信号分子[7]。牛磺酸(Taurine,Tau)是哺乳动物组织中β-氨基磺酸,以游离形式存在或与胆汁酸形成复合物[8]。细胞通过Na+依赖性牛磺酸转运蛋白(Tau transporter,TauT)积累牛磺酸。……
