核糖体蛋白 (RPs) 的单倍体不足被认为是在 Diamond-Blackfan 贫血 (DBA) 和骨髓增生异常综合征伴染色体 5q 缺失 [del(5q) MDS] 中观察到的贫血的常见基础。我们使用反义吗啉对斑马鱼的 DBA 和 del(5q) MDS 分别针对 rps19 和 rps14 进行建模,并证明与人类一样,这些蛋白质的单倍体不足水平会导致严重贫血。方法和结果:为了解决 RP 缺失导致 mRNA 翻译受损的假设,我们用氨基酸 L-亮氨酸处理 Rps19 和 Rps14 缺陷胚胎,L-亮氨酸是一种已知的 mRNA 翻译激活剂。这导致与 RP 丢失相关的贫血得到显着改善。在 shRNA 敲低 RPS19 和 RPS14 后,我们在原代人 CD34⁺ 细胞中证实了我们的发现。此外,我们发现 Rps19 或 Rps14 的缺失会激活 mTOR 通路,而 Rps19 和 Rps14 形态中的 L-亮氨酸会加剧这一点。雷帕霉素可以消除这种作用,这表明 mTOR 信号传导可能是改善与 L-亮氨酸相关的贫血的原因。结论:我们的研究支持 L-亮氨酸作为 DBA 治疗剂的正在进行的临床试验的基本原理,并可能用于 del(5q) MDS 患者。
方法和结果:膳食中过量的 L-亮氨酸已被证明会延缓喂食低蛋白饮食或缺乏异亮氨酸的饮食的大鼠的生长。在此类饮食中添加异亮氨酸在很大程度上克服了过量 L-亮氨酸的生长延缓作用。结论:这些观察表明,膳食中过量的 L-亮氨酸可以作为大鼠异亮氨酸的抗代谢物,从而增加大鼠对异亮氨酸的需求。
罗伯茨综合征 (RBS) 是一种人类疾病,其特征是肢体和颅面发育和生长缺陷以及智力低下。RBS 是由 ESCO2 突变引起的,ESCO2 是一种编码黏连蛋白复合物乙酰转移酶的基因。虽然黏连蛋白复合物在染色体分离中的重要作用已得到充分表征,但它在 DNA 损伤修复、染色体浓缩和基因表达中发挥着其他作用。Roberts 综合征和其他内聚蛋白病的发育表型表明,基因表达在胚胎发生过程中受损。先前报道,永生化 RBS 细胞中的核糖体 RNA 产生和蛋白质翻译受损。据推测,rDNA 上的黏连蛋白结合对核仁形式和功能很重要。方法和结果:我们探讨了核糖体功能降低导致斑马鱼模型和人类细胞中 RBS 的假设。感知细胞应激的两个关键通路是 p53 和 mTOR 通路。我们报道,基于下游效应子 S6K1、S6 和 4EBP1 的磷酸化降低,mTOR 信号在人 RBS 细胞中受到抑制,这与 p53 激活相关。核仁是核糖体产生的位点,在 RBS 细胞中高度片段化。我们测试了抑制 p53 或刺激 mTOR 在 RBS 细胞中的效果。mTOR 激活提供的挽救更为显著,激活同时挽救了细胞分裂和细胞死亡。为了在整个动物模型中研究这种内聚蛋白,我们使用了 ESCO2 突变体和变性斑马鱼胚胎,它们具有模拟 RBS 的发育缺陷。与 RBS 患者细胞一致,ESCO2 突变胚胎显示 p53 激活和 TOR 通路抑制。用 L-亮氨酸刺激 TOR 通路挽救了 ESCO2 突变胚胎的许多发育缺陷。结论:我们的数据支持 RBS 部分归因于核糖体生物发生的缺陷的观点,刺激 TOR 通路具有治疗潜力。
Diamond-Blackfan 贫血 (DBA) 是一种先天性红细胞发育不全,由编码核糖体蛋白的基因功能单倍体不足引起。最近,一项案例研究报告了一名患者在接受氨基酸 L-亮氨酸治疗后变得不依赖输血。方法和结果:因此,我们使用最近生成的小鼠模型验证了 L-亮氨酸对 RPS19 缺陷型 DBA 的治疗效果。L-亮氨酸的给药显着改善了 Rps19 缺陷小鼠的贫血(血红蛋白浓度提高 19%;红细胞数量增加 18%),增加了骨髓细胞,并减轻了应激造血。此外,对 L-亮氨酸的治疗反应似乎对 Rps19 缺陷的造血具有特异性,并且与 p53 活性的下调有关。结论:我们的研究支持 L-亮氨酸作为 DBA 治疗剂临床试验的基本原理。
CAS 61-90-5指的是L-亮氨酸的化学文摘服务号(CAS Registry Number)。以下是对L-亮氨酸的详细解析:
中文名称:L-亮氨酸
英文名称:L-Leucine
CAS号:61-90-5
分子式:C6H13NO2
分子量:131.17
外观性状:白色结晶体或结晶粉末,略有苦味。
熔点:286~288°C
升华点:145~148°C
比旋光度:+15.4°(c=4,6N HCl)
水溶性:22.4g/L(20°C)
医药原料:L-亮氨酸是人体必需的八种氨基酸之一,属于二十种蛋白质氨基酸内的脂肪族类氨基酸。在医药领域,它可用作营养增补剂、调味增香剂,还可配制氨基酸输液及综合氨基酸制剂。
食品添加剂:L-亮氨酸可用作食品添加剂,增强食品的营养价值。
其他用途:此外,L-亮氨酸还可用作降血糖剂、植物生长促进剂等。
L-亮氨酸的生产方法主要有提取法、化学合成法、酶催化法、微生物发酵法等。其中,提取法是通过蛋白水解得到各种氨基酸的混合物,再经分离、纯化、精制等工序获得L-亮氨酸产品;化学合成法虽然原理简单、价格低廉,但操作复杂、反应条件苛刻,且产物多为消旋的DL-亮氨酸,需要进一步拆分才能得到L-亮氨酸;酶催化法和微生物发酵法则具有条件温和、污染少等优点,是目前工业上常用的生产方法。
L-亮氨酸应贮存在阴凉、干燥、清洁、遮光的环境中,严禁与有毒、有害物质混放,以免污染。
综上所述,CAS 61-90-5代表的L-亮氨酸是一种重要的氨基酸,在医药、食品等领域具有广泛的应用前景。
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刘盼盼