約翰·霍普金斯大學(xué)和威斯康辛大學(xué)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種叫做Sir2的幾乎存在于所有生活細(xì)胞中的蛋白的一種新功能,，這或許可以幫助解釋為什么限制卡路里攝入能夠延長(zhǎng)一些動(dòng)物的壽命,。
已有一些實(shí)驗(yàn)室證明,，限制卡路里的攝入總量能夠延長(zhǎng)從酵母到實(shí)驗(yàn)室動(dòng)物模型等眾多生物的壽命。還有一些實(shí)驗(yàn)室證明這種效用需要Sir2所屬的蛋白家族sirtuin的參與,，以及細(xì)胞呼吸作用的增強(qiáng),。
約翰·霍普金斯大學(xué)的研究小組通過(guò)研究細(xì)菌，發(fā)現(xiàn)sirtuin控制著將乙酸鹽－－卡路里的一個(gè)來(lái)源－－轉(zhuǎn)化為乙酰CoA（acetyl-CoA）的酶,，乙酰CoA是細(xì)胞呼吸作用的一個(gè)關(guān)鍵組成部分,。
“Sirtuin在所有物種中都是高度保守的，但其這個(gè)能力這確實(shí)是前所未聞的,。”約翰·霍普金斯大學(xué)基礎(chǔ)生物醫(yī)藥科學(xué)研究所的分子生物學(xué)與遺傳學(xué)教授Jef Boeke博士說(shuō)道,。“如果sirtuin在其它生物中對(duì)這個(gè)酶也進(jìn)行修飾，即打開(kāi)乙酰CoA的表達(dá),，那么這將有助于解釋為什么限制卡路里－－糖和脂肪的攝入會(huì)使許多生物的壽命延長(zhǎng),。”
sirtuin 幾乎存在于所有生物中，從單細(xì)胞的低級(jí)生物如細(xì)菌到酵母,，以前就發(fā)現(xiàn)這種蛋白在關(guān)閉染色體的某些區(qū)域中起著作用：通過(guò)修飾組成染色體的結(jié)構(gòu)蛋白－－組蛋白,，sirtuin阻止染色體的某些區(qū)域暴露于細(xì)胞的DNA讀取器，從而使某些基因沉默,。
Sirtuin在細(xì)菌中的新作用同樣涉及到與組蛋白相互作用的修飾：除去附加到蛋白質(zhì)氨基酸序列上的修飾－－乙?；?。但這時(shí)作用的蛋白與能量產(chǎn)生而不是染色體控制有關(guān)。
正常情況下,，細(xì)胞能夠通過(guò)利用許多不同的分子作為能量來(lái)源而生存,，潛在的能量來(lái)源包括脂肪和糖類，甚至能量相對(duì)較低的分子如乙酸鹽等,。
然而,，威斯康辛大學(xué)的Jorge Escalante-Semerena 和 Vincent Starai創(chuàng)造了一個(gè)缺失sirtuin蛋白的細(xì)菌株系，他們注意到,，細(xì)菌不能靠乙酸鹽維持生命,。Boeke早先曾發(fā)現(xiàn)不含sirtuin的酵母也出現(xiàn)同樣的問(wèn)題，因而研究人員決定做深入調(diào)查,。
他們發(fā)現(xiàn),，細(xì)菌中的sirtuin蛋白是乙酰CoA合成酶的關(guān)鍵修飾物，該酶通過(guò)兩個(gè)步驟將乙酸鹽轉(zhuǎn)化為乙酰CoA,。然后乙酰CoA就能夠直接為檸檬酸循環(huán)提供能量,，這是細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生能量的核心步驟。
“這是sirtuin蛋白一個(gè)全新的目標(biāo)靶,。”Boeke說(shuō),。Boeke研究sirtuin早先已知的功能－－“轉(zhuǎn)錄沉默”已有一段時(shí)間。“乙酸鹽轉(zhuǎn)化并非細(xì)胞產(chǎn)生乙酰CoA的唯一途徑,，但當(dāng)乙酸鹽成為能量的主要來(lái)源時(shí)，它就十分關(guān)鍵了?，F(xiàn)在需要在其它生物體中檢查sirtuin的這個(gè)角色,。”
威斯康辛的研究人員發(fā)現(xiàn)sirtuin激活了乙酸鹽轉(zhuǎn)化的第一步，Boeke 與約翰·霍普金斯大學(xué)的Robert Cole 和 Ivana Celic則發(fā)現(xiàn)sirtuin是通過(guò)除去賴氨酸上的乙?；瓿蛇@個(gè)第一步的,。
雖然細(xì)菌和酵母都是單細(xì)胞生物，但酵母與包括人類在內(nèi)的動(dòng)物的親緣關(guān)系比細(xì)菌要近得多,。如果酵母的sirtuin 也能修飾這個(gè)新識(shí)別的目標(biāo)靶,，那么就更有可能反映該蛋白在動(dòng)物中的作用，也就能更具說(shuō)服力地將該蛋白與壽命延長(zhǎng)聯(lián)系到一起－－至少對(duì)于酵母而言是這樣,?？防锵拗茖?duì)細(xì)菌生命期的影響尚未確定。
