PNAS：辅酶A对于细胞代谢至关重要

最近，凯斯西储大学和大学医院(UH)凯斯医疗中心的研究人员及医生发现，被称为辅酶A(coenzyme A)的分子，通过调节一氧化氮的作用，在细胞代谢中扮演一个关键的角色。细胞代谢是人体细胞内持续进行的化学转换过程，可维持生命，代谢中所发生的改变是人类疾病的一个常见原因，包括癌症和心脏病。他们关于辅酶A作用机制的研究结果，发表在最近的《PNAS》杂志，该研究还发现了一类新的酶，可调节以辅酶A为基础的反应。

本文资深作者、凯斯西储大学医学院医学教授、UH凯斯医疗中心Harrington发现研究所主任Jonathan Stamler指出：“在这项研究之前，辅酶A在一氧化氮功能中的控制作用，是完全未知和意料之外的。一氧化氮在身体每个细胞和组织中起作用，以影响细胞功能。我们正努力完成对一氧化氮生物学的基本控制，来阐明其作用机制。”

辅酶A参与一个称为蛋白质亚硝基化的过程，该过程可释放一氧化氮，以改变细胞内蛋白质的形状和功能，从而改变细胞的行为。操纵细胞行为的目的是，使它们的行为适应千变万化的身体代谢需要。

此外，凯斯西储大学和UH研究人员，确定了数百个蛋白质，它们由辅酶A驱动的蛋白亚硝基化所调控。许多新发现的亚硝基化靶点，已知可影响细胞能量生产。因为辅酶A本身作为细胞的一个能量来源，作者认为，亚硝基化可能会影响细胞的主要构建模块，例如脂肪和糖。

Stamler说：“我们想了解，亚硝基化如何确保一氧化氮在调控细胞功能的过程中实现其特异性。我们已经发现了一类新酶，它们可通过辅酶A调节亚硝基化。我们知道，异常的蛋白质亚硝基化是疾病的一种常见因素。我们预计，这些新酶可能也发挥一定的作用。”

研究人员通过研究酵母，获得了这些关于辅酶A及一类新酶(控制辅酶A亚硝基化蛋白质的能力)的结果。这些新发现的酶，通过调节细胞代谢和蛋白质亚硝基化的信号机制，对细胞代谢产生深远的影响，特别是在甾醇(胆固醇)的合成。胆固醇水平的变化，是动脉粥状硬化和阿尔茨海默氏病的常见原因。

Stamler说：“我们很兴奋地发现，在哺乳动物中，这些新酶可能提供代谢调控的入口，为理解细胞代谢提供了新的途径和可能性。这类新酶存在于一切活细胞中，它们控制着代谢信号分子，并调节从细菌到人类等生物的细胞代谢。”

在接下来的步骤中，Stamler及其他研究人员将确定他们所发现的每种新酶的特定功能。

关于这类新酶和辅酶A功能的基本发现，可为科学研究打开一个新途径。这一发现有望为心脏病及其他疾病患者带来新的治疗方法。

Stamler说：“细胞代谢是当今的一个热门话题，因为细胞代谢中的变化，可作为一系列疾病的标签。我们关于这些细胞代谢机制的研究结果，将加深我们对于健康和疾病的理解。”

原文标题：Identification of S-nitroso-CoA reductases that regulate protein S-nitrosylation

Abstract: Coenzyme A (CoA) mediates thiol-based acyl-group transfer (acetylation and palmitoylation). However, a role for CoA in the thiol-based transfer of NO groups (S-nitrosylation) has not been considered. Here we describe protein S-nitrosylation in yeast (heretofore unknown) that is mediated by S-nitroso-CoA (SNO-CoA). We identify a specific SNO-CoA reductase encoded by the alcohol dehydrogenase 6 (ADH6) gene and show that deletion of ADH6 increases cellular S-nitrosylation and alters CoA metabolism. Further, we report that Adh6, acting as a selective SNO-CoA reductase, protects acetoacetyl–CoA thiolase from inhibitory S-nitrosylation and thereby affects sterol biosynthesis. Thus, Adh6-regulated, SNO-CoA–mediated protein S-nitrosylation provides a regulatory mechanism paralleling protein acetylation. We also find that SNO-CoA reductases are present from bacteria to mammals, and we identify aldo-keto reductase 1A1 as the mammalian functional analog of Adh6. Our studies reveal a novel functional class of enzymes that regulate protein S-nitrosylation from yeast to mammals and suggest that SNO-CoA–mediated S-nitrosylation may subserve metabolic regulation.

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