诺贝尔奖细胞自噬机制与艾克替

2020-09-25 09:51


2016年诺贝尔生理学或医学奖得主大隅善纪通过实验证明,酵母细胞中存在自噬,而酵母细胞中的自噬发生在液泡中,液泡中含有包括酶在内的多种糖蛋白,具有消化、防御和清除功能。因此,可以推测埃克塞特的抗菌作用可能与液泡中的糖蛋白有关。

1.在酵母细胞中发现了分子自噬启动机制

2016年诺贝尔生理学或医学奖授予大隅良纪发现自噬的启动机制,对预防和治疗自噬引起的癌症和神经系统疾病具有重要意义。

他的研究发现始于他对微生物的热爱。他说:“借助酵母,我们可以回答关于生命本质的最基本、最重要的问题。”虽然科学家们经常用酵母作为人类细胞的模型,但尚不清楚这种单细胞生物体内是否存在自噬现象。

因此,yoshinori ohsumi推断,如果他能够在自噬发生时干扰液泡中的蛋白质分解过程,自噬体应该在液泡中积累,以便可以观察到它们。因此,他培养了缺乏液泡降解酶的突变酵母细胞,同时通过使细胞饥饿来刺激自噬。

实验结果令人惊叹。几个小时内,液泡中充满了未降解的小泡(见下图)。这些小泡是自噬体,所以大隅良纪通过实验证明了酵母细胞中存在自噬。

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由东京理工大学的yoshinori ohsumi和酵母细胞显微镜拍摄,他发现了酵母细胞中的自噬机制。

2.“自噬”到底是什么?

自噬可以简单理解为吃自己。

细胞本身可以比作小工厂,很多不同的部门(细胞)在一起工作,维持工厂(细胞)的**运转。

如果工厂的生产线上有次品,必须有回收和销毁系统。其中回收的叫“自噬”,相当于牢房里的垃圾车,准备把垃圾运到垃圾场;参与破坏的称为“溶酶体”,相当于一个细胞内垃圾处理厂。“自噬”和“溶酶体”负责清除代谢残留物,如沉积在细胞质中的蛋白质,以恢复正常的细胞活性。这个过程叫做自噬。

酵母中的液泡相当于人体细胞中的溶酶体,其功能与溶酶体相似。

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3.溶酶体或酵母中液泡的功能

(1)消化

酵母的液泡相当于“酶仓”,可以降解大分子营养物质供细胞代谢或自溶。

(2)防御功能

液泡中的糖蛋白可以杀死和降解病原微生物,维持细胞的正常功能。

(3)去除老化或多余的细胞器

酵母细胞中的细胞器老化后,会被液泡包围,形成自噬体,供进一步消化利用。

4.埃克塞特的抗菌作用及自噬机制

埃克塞特源自天然酵母,抑菌圈试验证明其抑菌活性。随着酵母细胞自噬机制的发现,可以推测埃克塞特的抗菌作用可能与液泡中的糖蛋白有关。

最近的研究表明,酵母在发酵过程中产生的一些产物可以抑制其他细菌的生长,如中长链脂肪酸、一些糖蛋白、糖脂、多肽和小分子量信号分子。

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能产生抑菌圈的埃克塞特酵母精华:抑菌促长

安琪动物营养研究所经过多年对酵母的研究,发现酵母细胞经过定向酶解后,可以释放出多种具有抗菌活性的物质,然后将这些物质提取出来,得到酵母精-埃克塞特。


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