Only Perception: MuRF1 使粗的而非細的肌肉萎縮

2009-06-10

MuRF1 使粗的而非細的肌肉萎縮

Muscle atrophy through thick but not thin
http://www.physorg.com/news163677022.html

June 8th, 2009

在禁食或影響癌症、AIDS 病患的肌肉耗損（muscle wasting）這樣的非常時期（desperate times），身體會吃掉自己（cannibalizes itself）、萎縮、分解骨骼肌蛋白以釋出胺基酸。在一篇發表於 Journal of Cell Biology 6/8 線上版與 6/15 印刷版的研究中，Shenhav Cohen、Alfred Goldberg 等人證明肌肉萎縮（atrophy）是一種比先前所認為的、更加循序漸進的過程。這些研究發現證據指出，MuRF1 這種酵素選擇性地分解（degrades）肌肉中的粗絲（thick filaments），同時繞過細絲（thin filaments）。

我們依據骨骼肌，因為它們能產生運動，不過它們也適用另一種目的。"骨骼肌是一種蛋白質儲藏庫，那能需要的時候動員起來，" Goldberg 說。肌肉細胞的結構核心是肌原纖維（myofibril），由包含肌凝蛋白（myosin）的粗絲與包含肌動蛋白（actin）的細絲所組成。在萎縮期間，這種結構會被拆解（disassembled），不過怎麼辦到的仍然未知。MuRF1，一種與萎縮相關的基因，是一種泛素連接酶（ubiquitin ligase）那藉由附加一泛素分子，「泛素化（ubiquitylates）」，或標記某一蛋白質，使得它為細胞所分解。目前仍不清楚泛素化作用如何以及何時涉及骨骼肌的拆解。研究者在 MuRF1 有缺陷（缺乏其環指域 (RING-finger domain)，那對於泛素化很重要）的老鼠身上觸發萎縮。這些突變老鼠所分解的肌肉比野生型老鼠少，而且在突變身上所發生的泛素化作用也比較少。

Cohen 等人發現 MuRF1 以粗絲為目標，以一種特定順序拆毀各種成分。研究者們提出假說，某些粗絲蛋白成分的率先移除使 MuRF1 接著能存取肌凝蛋白重鍊（myosin heavy chain）。然而，MuRF1 對於細絲並沒有施加相同的力道，那在 MuRF1 缺乏時甚至會開始分解。

"到目前為止，人們認為（在萎縮期間）肌肉只會變得更小，" Goldberg 說。但相反地，這些發現為一種井然有序的分解與拆解過程繪出一幅圖像。這種機制 "讓肌肉仍然是肌肉且有作用，" Goldberg 說。"萎縮不只是像細胞自毀那樣摧毀肌細胞。" 這些結果指出 MuRF1 不需要等待 caspases 或 calpains 來「預先消化」肌原纖維成分。這項研究亦影響「萎縮是否能終止或以藥物逆轉」這樣的實際問題。在這種效用下 "那成了 MuRF1 抑制劑的反證，" Goldberg 說，因為這種酵素只分解某些肌肉成分，而其他的則屈服於其他的泛素連接酶並萎縮。在上游作用以封鎖「活化泛素連接酶訊號」以及「初步自噬（autophagy）」的抑制劑，是種更好的對策。

※ 相關報導：

＊ During muscle atrophy, thick, but not thin, filament components are degraded by MuRF1-dependent ubiquitylation
http://jcb.rupress.org/cgi/content/abstract/jcb.200901052v1

Shenhav Cohen, Jeffrey J. Brault, Steven P. Gygi,
David J. Glass, David M. Valenzuela, Carlos Gartner,
Esther Latres, and Alfred L. Goldberg
The Journal of Cell Biology, Published online June 8, 2009
doi: 10.1083/jcb.200901052