Когда мы употребляем продукты, содержащие сахар и крахмал, в клетках нашего тела через процесс, называемый гликолизом, они преобразуются в энергию. Однако у этого процесса есть обратная сторона — образуются побочные продукты, которые могут вредить клеткам и связаны с такими заболеваниями, как диабет и возрастные расстройства.
Новые открытия
До сих пор исследования были сосредоточены в основном на вредном воздействии этих побочных продуктов. Но новое исследование, проведённое на кафедре судебной медицины в Орхусском университете, раскрывает механистическую основу того, как эти побочные продукты могут активировать собственные защитные механизмы организма.
В статье, недавно опубликованной в журнале Nature Chemical Biology, исследователи обнаружили, что два реактивных побочных продукта метаболизма сахара — метилглиоксаль и его метаболит лактоилглутатион — реагируют с аминокислотой цистеином, которая естественным образом присутствует в организме.
«Эти реакции интересны тем, что в них участвует цистеин. В отличие от известных вредных реакций, они образуют продукты, которые, вероятно, могут снова отделяться от белков. Примечательно, что реакция с лактоилглутатионом протекает чрезвычайно быстро и, следовательно, должна играть сигнальную роль в клетках», — объясняет профессор Могенс Йоханнсен, один из исследователей, стоящих за этим исследованием.
Открытие особенно примечательно, поскольку метилглиоксаль до сих пор был известен в основном тем, что участвует в медленных, вредных и необратимых химических реакциях с аминокислотой аргинином, которые могут способствовать развитию диабета и возрастных заболеваний.
Перспективы
Исследование открывает дверь для совершенно новых гипотез о том, как клетки могут использовать эти быстрые реакции для «ощущения» опасных состояний и активации защитных механизмов. Это может повлиять на то, как мы понимаем и потенциально лечим такие заболевания, как диабет и возрастные расстройства, в будущем. В долгосрочной перспективе это может даже привести к новым стратегиям в борьбе со старением.
«Мы воодушевлены этим открытием, поскольку оно стало результатом десятилетий исследований, посвящённых медленным, повреждающим реакциям. Теперь мы обнаруживаем реакции, которые протекают с совершенно другой скоростью, являются обратимыми и потенциально имеют сигнальные или регуляторные функции», — говорит доктор Якоб Хансен, ещё один исследователь, участвовавший в исследовании, документирующем быстрые реакции.
Дальнейшие шаги будут включать более детальное изучение того, как эти реакции и их продукты способствуют регуляции защитных систем клетки, и того, можно ли потенциально контролировать эти процессы.
Открытие стало возможным благодаря новой передовой форме метаболомики, разработанной на кафедре судебной медицины. Этот метод позволяет идентифицировать реакции между химическими соединениями в живых клетках.
Область применения этого метода выходит за рамки текущих открытий и, как ожидается, также поможет выяснить, как лекарства или запрещённые вещества реагируют с собственными метаболитами организма, позволяя исследователям выявлять новые биомаркеры.
Предоставлено Орхусским университетом.