http://www.physorg.com/news130682908.html
May 22, 2008
Duke 大學研究者所完成的一項新研究提供了更多證據，在一個細胞的生命中，一氧化氮（NO）系統，在疾病中扮演一種關鍵的角色，而且這些發現指出如何改善疾病（如心臟病、癌症）的治療方法。
一氧化氮系統在細胞中是 "一種重要的生物發信路徑，關於它控制蛋白質的方式已遭受誤解，" 且當此系統出錯時，它會連結到癌症與其他疾病，Jonathan Stamler, M.D. 說，Duke 大學醫學中心醫學與生物化學教授，他參與此研究。
在體內，一氧化氮在將氧運送到組織以及傳遞神經脈衝、心跳這樣的生理學活動中扮演某種角色。根據最近的研究，當一氧化氮系統發生錯誤時，體內會發生不好的事。例如，動脈硬化（atherosclerosis）中，一氧化氮也許太少，在帕金森氏症中則太多；在鐮刀型細胞疾病（譯註：鎌刀型貧血症）中一氧化氮的量也許不足，而在某類型的糖尿病中則又太多，Stamler 說。
這些新發現，Stamler 說那改變了一氧化氮系統如何受到控制的理解，出現在 5/23 當期的 Science 上。
"我們首先在 Science 論文中所見到的是，這裡有酵素移除蛋白質上的 NO 以控制蛋白質的活性，" Stamler 說。"坦白說，這種動作有深遠的影響，在幾乎所有細胞中都很可能發生，且橫跨所有的蛋白質種類。一氧化氮牽連到許多疾病的進程。敗血症、氣喘、囊狀纖維化、帕金森氏症、心臟衰竭、惡性高燒 -- 這些疾病都與異常的、基於一氧化氮的發信有關。"
他說，一項重要的因素是（那先前沒獲得賞識）：一氧化氮在疾病中所瞄準的目標，在每個個案中都不一樣。這個「一氧化氮如何結合至蛋白質」的發現將為生化研究開闢新的精練領域，Stamler 說，他研究細胞中的一氧化氮已有 15 年。
"現在我們得研究所謂的「異常的細胞訊號」是指太多的 NO 被生產以及被添加到蛋白質上，或著是從蛋白質那裡移除的數量不足，" 他說。"那並不單單是「有太多或太少 NO 存在於細胞中」這種事，而是「有多少被加入至特定的蛋白質或從特定的蛋白質被拿走」，那完全是二回事。"
這篇論文的第一作者 Moran Benhar, Ph.D. 與共同作者 Douglas Hess, Ph.D.，都在 Duke 醫學系。共同作者 Michael Forrester 則是 Duke 生物化學系的畢業生。
該研究解釋 thioredoxin 1 與 thioredoxin 2 這些酶從哺乳類動物細胞中的半胱胺酸這種胺基酸移除一氧化氮，也因此控管了細胞裡數種不同的活動。這種移除的結果之一是分子的活化開始了細胞自毀，那通常是一個細胞經程式化的死亡。這種程序對許多疾病來說有潛在的重要性，包括發炎性疾病，心臟衰竭與癌症。因為 thioredoxins 是關節炎藥物治療已確立的目標，研究者指出這種程序潛在的治療應用。
一氧化氮系統類似於研究更多的磷酸化系統，其中磷酸鹽添加或移除至蛋白質，該論文表示。磷酸化作用中的變化是最常見的致病原因之一，而控管磷酸化作用是主要的藥物目標，Stamler 說。
"異常的去磷酸化（dephosphosphorylation）會引起疾病。預期去亞硝基化（denitrosylation）也是一樣，" Stamler 說。
Duke 的類似研究，那 3/16 發表在 Nature 期刊上，支持 Stamler 的發現。Christopher Counter，藥理學與癌症生物學系的副教授，等人發現 eNOS（endothelial nitric oxide synthase，內皮一氧化氮合成酶），一種酵素那能增強一氧化氮的創造，促進老鼠身上的腫瘤生長與維持。
"Chris Counter 的研究格外令人興奮，因為他證明一氧化氮合成酶與癌症有關，而且他明確地確認了此蛋白是一氧化氮的目標，這種蛋白透過 S-nitrosylation 開啟，" Stamler 說。阻礙這種蛋白的 S-nitrosylation 防止了癌症。
一氧化氮穩定湧出的新資料看來強調了 Stamler 長久秉持的信念：一氧化氮比許多人所預期的，在更大的規模下影響細胞。"當 20 年前我們開始我們的研究時，我們就已提出假說，一氧化氮是一種重要且影響深遠系統的一部份，" Stamler 說。"我們的前提未曾改變。"
※ 相關報導：
＊ Regulated Protein Denitrosylation by Cytosolic and Mitochondrial Thioredoxins
http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/sci;320/5879/1050
Moran Benhar, Michael T. Forrester, Douglas T. Hess,＊ Tumour maintenance is mediated by eNOS
Jonathan S. Stamler
Science 23 May 2008: Vol. 320. no. 5879, pp. 1050 - 1054
DOI: 10.1126/science.1158265
http://www.nature.com/nature/journal/v452/n7187/abs/nature06778.html
Kian-Huat Lim, Brooke B. Ancrile, David F. Kashatus &＊ 二氧化矽聰明炸彈打擊細菌
Christopher M. Counter
Nature 452, 646-649 (3 April 2008)
doi:10.1038/nature06778
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