国自然热点：核糖调节酶活介导干细胞的代谢重编程

烯醇化酶1（Enolase1, ENO1）活性的核糖调节调控糖酵解和胚胎干细胞分化

导读

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2022年7月21日，海德堡欧洲分子生物学实验室(EMBL) Matthias W. Hentze团队在Molecular Cell（IF：19.328）发表了题为：Riboregulation of Enolase 1 activity controls glycolysis and embryonic stem cell differentiation的研究文章。

本文中，作者基于RNA直接调节糖酵解酶烯醇化酶1（ENO1）的催化活性，导致小鼠胚胎干细胞（mESCs）中的代谢重编程。鉴定出RNA配体可在体外特异性抑制ENO1的酶活性，并减少mESC中的糖酵解。药物抑制或RNAi介导的去乙酰酶SIRT2的消耗增加了ENO1的乙酰化并增强了与RNA结合。同样，诱导mESC分化导致ENO1乙酰化增加，RNA结合增强和糖酵解抑制。揭示了乙酰化驱动的ENO1作为糖酵解控制和干细胞分化调节的生理机制。证实了RNA介导的酶活性抑制-核糖调节构成生理上相关的代谢控制形式，在干细胞分化过程中起着重要作用。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1097276522004865?via%3Dihub

研究亮点

1

RNA抑制ENO1活性并改变糖酵解代谢物浓度

2

分化调节乙酰化增强 ENO1 的 RNA 结合

3

ENO1的核糖调节影响mESC分化

研究结论

作者阐明了哺乳动物ENO1的RNA结合活性的生理作用。ENO1在体外和体内结合特异性RNA配体，且RNA配体在体外抑制ENO1的活性，二者的结合影响海拉细胞系中的糖酵解。乙酰化ENO1与RNA结合增强而ENO1的差异RNA关联改变干细胞分化。通过体外和细胞系统中的多行证据，表明RNA特异性地控制着ENO1的活性，还为ENO1在mESC分化过程中核糖调节的生理作用提供了直接的实验证据，特别是对于内胚层形成。研究小组已着手确定ENO1抑制剂，用于治疗癌症，2型糖尿病和传染病。许多抑制剂与ENO1活性位点中的镁离子相互作用或螯合金属离子使酶失去活性。作者的发现可以为另一类化合物铺平道路，这些化合物利用细胞的内源性核糖调节机制进行治疗干预。糖酵解酶 ENO1受 RNA 调节。这种称为核糖调节的生物控制形式被证明可以改变细胞代谢和干细胞分化。

作者介绍

Matthias W. Hentze

德国工程院院士、欧洲分子生物学实验室主任Hentze教授因其近三十年来对RNA结合蛋白，翻译控制机制及其对人类疾病的影响的开创性研究而著称。他被公认为该领域的世界领导者，并以其以社区为导向的服务和科学领导力而闻名。担任EMBL主任，机构顾问，编辑委员会成员和会议组织者。他和团队发现了数百种新的RNA结合蛋白，包括中间代谢的酶。这些表明编码和非编码RNA在许多生物过程中控制蛋白质功能，并预示着步入功能基因组代谢相互作用的新阶段。

转自：“学术查”微信公众号

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