酵素工学
オープンアクセス

概要

L-プロリンミトコンドリア代謝とオートファジーに関する最先端と仮説：COVID-19パンデミック時代の新しい有望な治療法（研究室での33年間）

マリア・ルイジア・パロッタ

過去 10 年間の研究により、細胞ミトコンドリアの機能に関する一般的な見解は、ATP を供給する生体エネルギーの役割をはるかに超えて広がり、ミトコンドリアは代謝遷移や生理学的ストレスに対する細胞の応答において重要な役割を果たすことが認識されました。野生型の Saccharomycescerevisiae ATCC 18790 とブドウに含まれる 2 つの菌株に関する以前の研究では、酵母ミトコンドリアが外部から添加された L-プロリンを取り込み、酸化する能力があることが示されました。L-プロリンは、ミトコンドリア膜電位 (ΔΨ) の生成を引き起こしますが、その速度は、阻害剤 N-エチルマレイミドやバソフェナントロリンなどによって示されたように、ミトコンドリア膜を介した輸送に依存することが証明されています。ΔΨ の生成速度が L-プロリン濃度の増加に依存することは、双曲線的な速度論を示しています。哺乳類や植物とは異なり、L-プロリン添加の結果、生理学的条件では、HPLC 実験および GDH 検出システムで測定したところ、酵母ミトコンドリアの外部にグルタミン酸は見られませんでした。環境の「豊作」および「飢餓」条件に関する代謝遷移に対する反応におけるプロリンミトコンドリア代謝は、Pallotta 2005 でも議論されました。ストレスの多い生態系は強い適応圧力を及ぼし、これらの適応プロセスを促進するタンパク質は候補薬物ターゲットです。ヌクレオチドは、癌細胞の成長と複製に必要な生化学的経路の中核であり、遺伝子の変化はそれらのプールの振動につながります。ワールブルグ効果が実際に癌を引き起こすかどうかは疑わしいが、D-グルコースの取り込みと代謝を阻害すると酸化的代謝が誘発される。L-プロリンの恒常性は、癌、エピジェネティクス、生体エネルギーの間の代謝関連において、ヒトの一連の疾患において重要であり (Pallotta 2013、2014、2016)、分解と生合成は、エピジェネティック制御に関与する中間体を調節できる癌遺伝子または抑制遺伝子によって強く影響を受ける。L-プロリンを燃料とするミトコンドリア代謝には、フラビン依存性L-プロリン脱水素酵素/酸化酵素およびNAD+依存性L-Δ1-ピロリン-5-カルボキシレート脱水素酵素によるL-グルタミン酸への酸化的変換が含まれる。重要な試験管であるサッカロミセス・セレビシエでは、Put1pとPut2pはそれぞれ、ミトコンドリアの取り込み後にLプロリンの分解を開始することで、栄養微小環境の変化に細胞が反応するのを助けます（Pallotta 20013、2014）。この前臨床研究では、低分子量化合物がL-プロリンミトコンドリア輸送とPut1p/Put2p触媒活性を阻害するかどうかをテストしました。したがって、L-プロリンを標的とする天然の生理活性化合物を探す際に