研究人员揭示激活Akt2酶后的代谢反应

TakeakiOzawa和他来自东京大学的团队揭示了激活一种叫做Akt2的酶后的代谢反应。通过这样做，他们揭示了胰岛素调节的新陈代谢的内部运作。这些发现为糖尿病和代谢紊乱的Akt2靶向治疗开辟了道路。

做任何事都需要能量——甚至是存在。您可以通过代谢食物将葡萄糖转化为能量：这要归功于细胞内的许多级联分子反应。一旦您进食，您的胰腺就会分泌胰岛素激素，从而启动各种新陈代谢过程。就好像这是一场分子接力赛，胰岛素与其受体结合，通过称为激酶的酶介导的分子反应触发了一条通讯链。Akt2是一种参与胰岛素调节的细胞代谢过程的激酶。

“细胞代谢包括许多调节营养储存和能量产生的分子途径——所有这些都受胰岛素影响或控制。我们知道许多参与胰岛素途径的关键参与者。但我们现在感兴趣的是这些参与者如何作为个体发挥作用，”Ozawa在被问及他们研究Akt2的动机时说。

但这不是一件容易的事。细胞代谢就像一个繁忙的市场，RNA、蛋白质和代谢物同时运作。这使得研究过程中的特定生物分子具有挑战性。即使一个生物分子不能正常发挥作用，它也会导致代谢紊乱，例如糖尿病。因此，Ozawa和他的团队着手解决这个具有挑战性的问题。

他们使用了一种称为“transomics”分析的新分析方法，与“光遗传学”技术相结合。光遗传学技术使研究人员能够通过将光照射到细胞内的光敏Akt2分子上来特异性激活Akt2。当他们打开灯时，所有Akt2分子都聚集在细胞膜上。关灯，Akt2失活。Transomics分析结合了参与代谢过程的生物分子的大规模数据：蛋白质(蛋白质组学)、表达基因或RNA转录本(转录组学)和代谢物(代谢组学)。

为了解Akt2激活的后果，研究人员激活了小鼠骨骼肌细胞中的Akt2。然后他们收集了有关很快产生或降解的生物分子的大规模数据。transomics分析揭示了Akt2激活触发的分子网络。

令他们惊讶的是，与胰岛素相比，Akt2使用不同的调节机制。Akt2调控网络包括9个基因、56种代谢酶和23种代谢物。但胰岛素调节网络包括32个基因、43种代谢酶和18种代谢物。在某些代谢反应中，Akt2单独起作用;在其他情况下，它与其他酶一起作用。值得注意的是，Akt2在启动糖酵解(涉及分解葡萄糖以产生能量)和核苷酸代谢(涉及合成或分解DNA和RNA)中起着至关重要的作用。