PNAS:揭示两种果糖激酶异构体调控肥胖症和糖尿病发生机制
2012-03-08 towersimper 生物谷
根据2012年2月27日发表在PNAS期刊上的一篇研究论文“Opposing effects of fructokinase C and A isoforms on fructose-induced metabolic syndrome in mice”,研究人员对果糖如何导致肥胖和常被人们称作糖尿病的代谢综合症有了新的深入了解。 在这项对实验室动物进行的研究中,研究人员发现果糖被果糖激酶的两种
根据2012年2月27日发表在PNAS期刊上的一篇研究论文“Opposing effects of fructokinase C and A isoforms on fructose-induced metabolic syndrome in mice”,研究人员对果糖如何导致肥胖和常被人们称作糖尿病的代谢综合症有了新的深入了解。
在这项对实验室动物进行的研究中,研究人员发现果糖被果糖激酶的两种异构体---果糖激酶A和果糖激酶C---代谢。其中一种异构体似乎负责导致果糖如何促进脂肪肝、肥胖症和胰岛素耐受性产生。另一种异构体可能保护动物在对糖作出反应后不会产生这些症状。这项研究可能为查明被称作代谢综合症的糖尿病前期症状的产生原因提供重要的启示。在美国,这种代谢综合症当前影响25%以上的成年人。
这项研究的通讯作者和美国科罗拉多大学医学院肾脏疾病与高血压分部主管Richard Johnson说,“这些发现是极其有意义的,因为我们现在能够更好地理解果糖如何导致肥胖和其他疾病。
“这项研究对果糖可能如何促进肥胖和糖尿病产生提供新的启示。特别的是,鉴定出参与果糖代谢的果糖激酶两种异构体发挥着相互对立的作用是令人吃惊的,而且这可能有助于科学家理解为什么一些人要比其他人对果糖代谢影响更加敏感。”
以前的研究已经证实通过吃诸如蔗糖和高果糖玉米糖浆(corn syrup)在内的外加糖摄入果糖与肥胖症和非酒精性脂肪肝(nonalcoholic fatty liver)疾病病情增加强烈地关联在一起。果糖摄取也导致实验室动物和人类产生代谢综合征的症状。众所周知,相比于基于淀粉的饮食,即便身体能量保持平稳时,果糖摄取也会导致器官脂肪积累和胰岛素耐受性产生。
Opposing effects of fructokinase C and A isoforms on fructose-induced metabolic syndrome in mice
Takuji Ishimoto, Miguel A. Lanaspa, MyPhuong T. Le, Gabriela E. Garcia, Christine P. Diggle, Paul S. MacLean, Matthew R. Jackman, Aruna Asipu, Carlos A. Roncal-Jimenez, Tomoki Kosugi, Christopher J. Rivard, Shoichi Maruyama, Bernardo Rodriguez-Iturbe, Laura G. Sánchez-Lozada, David T. Bonthron, Yuri Y. Sautin, and Richard J. Johnson
Fructose intake from added sugars correlates with the epidemic rise in obesity, metabolic syndrome, and nonalcoholic fatty liver disease. Fructose intake also causes features of metabolic syndrome in laboratory animals and humans. The first enzyme in fructose metabolism is fructokinase, which exists as two isoforms, A and C. Here we show that fructose-induced metabolic syndrome is prevented in mice lacking both isoforms but is exacerbated in mice lacking fructokinase A. Fructokinase C is expressed primarily in liver, intestine, and kidney and has high affinity for fructose, resulting in rapid metabolism and marked ATP depletion. In contrast, fructokinase A is widely distributed, has low affinity for fructose, and has less dramatic effects on ATP levels. By reducing the amount of fructose for metabolism in the liver, fructokinase A protects against fructokinase C-mediated metabolic syndrome. These studies provide insights into the mechanisms by which fructose causes obesity and metabolic syndrome.
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