Активация фермента Akt2 светом раскрыла его роль в метаболизме
Исследователи из Университета Токио под руководством Такеаки Одзавы выяснили, какие метаболические реакции запускаются при активации фермента Akt2. Это раскрывает внутренние механизмы инсулин-регулируемого метаболизма. Результаты прокладывают путь для создания терапевтических средств, нацеленных на Akt2, для лечения диабета и метаболических расстройств.
Связывание инсулина с рецепторами запускает цепь молекулярных реакций, опосредованных ферментами-киназами. Akt2 — одна из таких киназ, участвующая в клеточных метаболических процессах, регулируемых инсулином.
Изучить конкретную биомолекулу в сложном клеточном метаболизме сложно. Команда использовала новый аналитический метод — трансомный анализ в паре с оптогенетической технологией.
- Трансомный анализ объединяет крупномасштабные данные о биомолекулах: белках (протеомика), экспрессированных генах или РНК (транскриптомика) и метаболитах (метаболомика).
- Оптогенетика позволила специфически активировать Akt2 светом в клетках скелетных мышц мыши.
Анализ выявил молекулярную сеть, запускаемую активацией Akt2. Оказалось, что Akt2 использует механизмы регуляции, отличные от инсулина:
- Сеть, регулируемая Akt2: 9 генов, 56 метаболических ферментов и 23 метаболита.
- Сеть, регулируемая инсулином: 32 гена, 43 метаболических фермента и 18 метаболитов.
Akt2 играет ключевую роль в инициации:
- Гликолиза — расщепления глюкозы для производства энергии.
- Метаболизма нуклеотидов — синтеза или распада ДНК и РНК.
«Эти результаты могут способствовать выяснению механизмов возникновения заболеваний, вызванных мутациями в функции Akt2, и разработке лекарств, нацеленных на него», — отметил Одзава. Использованный аналитический подход применим и для изучения других биомолекул.