综述：Queuine：细菌来源的tRNA修饰因子作为人类健康的新型营养素

《Food Reviews International》：Queuine: Bacterial-Derived tRNA Modifier as a Novel Nutrient for Human Health

本综述系统阐述了Queuine (q) 作为潜在“长寿维生素”的最新进展。文章聚焦于这种由细菌合成、人类必须依赖外源（饮食与肠道微生物）获取的tRNA修饰分子，详细解析了其通过Q-修饰（Q-modification）增强翻译准确性、维持蛋白质构象完整性及细胞稳态的核心机制，并探讨了q缺乏与衰老相关疾病、癌症和炎症的关联，为精准营养策略提供了新视角。

　　

ABSTRACT

Queuine (q)，作为queuosine (Q) 的自由碱基形式，正日益被视为一种必需的微量营养素，具有潜在的“长寿维生素”特性。这种tRNA修饰分子通过微调密码子反密码子摆动配对（wobble base pairing）来增强翻译的准确性，从而在维持蛋白质构象完整性和细胞稳态中发挥基础性作用。越来越多的证据将q的缺乏与年龄相关疾病、癌症和炎症联系起来，然而其膳食可用性与人类健康之间的关系仍未完全明了。本文在已有关于q化学结构和生物合成知识的基础上，将焦点转向其在哺乳动物生理学和营养学中的作用。它对当前关于q吸收、代谢和生物功能的理解进行了系统综述，批判性地审视了其缺乏对健康的影响，并分析了其在食物供应中的存在情况，从而突出了其膳食意义。由于人类缺乏自主合成q的能力，因此依赖于膳食摄入和肠道微生物的合成。文中也讨论了q合成和纯化技术的进展。通过阐明Q-修饰的机制并分析食物和微生物来源中的q水平，本工作强调了膳食q优化作为一种有前景的基于食物的健康促进方法，有效地将一种进化上保守的tRNA修饰系统与当代精准营养策略联系起来。

引言：一种被忽视的微生物营养素

在生命科学领域，我们对营养素的认知正在不断深化。Queuine (q) 便是这样一个引人入胜的例子，它是一种完全由细菌合成，但对人类健康至关重要的分子。作为queuosine (Q) 的自由碱基形式，queuine是一种高度修饰的鸟嘌呤衍生物，特异性地存在于tRNA^Asp、tRNA^Asn、tRNA^His和tRNA^Tyr的反密码子环（anticodon loop）中。这种独特的修饰被称为Q-修饰（Q-modification），它在分子水平上扮演着“校对员”的角色，确保蛋白质合成过程的精确无误。

Queuine的分子功能：翻译准确性的守护者

Queuine的核心功能在于其能显著提高翻译的保真度。它通过精细调控反密码子第一位碱基（即“摆动”碱基）与密码子第三位碱基的配对能力来实现这一目标。具体而言，Q-修饰能够减少非标准配对的发生，从而有效防止在翻译过程中引入错误的氨基酸。这种对蛋白质合成质量的严格控制，对于维持蛋白质的正确三维结构和功能至关重要，是细胞稳态（cellular homeostasis）的基石。任何翻译错误都可能导致功能异常或错误折叠的蛋白质积累，进而引发一系列细胞应激反应，这与多种疾病的发生发展密切相关。

Queuine的来源：人类是“依赖者”

一个关键的事实是，人类以及所有哺乳动物，都丧失了自主合成queuine的能力。我们体内的Q-修饰完全依赖于两个外部来源：一是通过日常饮食直接摄取queuine或其前体；二是依靠定植于我们肠道内的微生物群落（特别是某些细菌种类）进行合成，然后我们间接吸收利用。这使得queuine成为一种名副其实的“微生物相关营养素”，我们的健康与体内的微生物生态系统紧密相连。因此，膳食结构以及肠道菌群的组成和活性，共同决定了机体queuine的营养状况。

Queuine缺乏与人类疾病：从分子到机体

研究表明，queuine的缺乏与多种病理状态存在关联。在衰老过程中，组织和细胞中的q水平呈现下降趋势，这可能与年龄相关的翻译错误增加和蛋白质稳态失衡有关。在癌症领域，某些肿瘤细胞表现出异常的Q-修饰水平，这可能影响癌基因或抑癌基因的翻译效率，从而参与肿瘤的发生与发展。此外，queuine在免疫调节中也发挥作用，其缺乏可能与慢性炎症状态的加剧有关。这些发现共同指向queuine在维持健康老龄化和预防慢性疾病中的潜在重要性。

膳食中的Queuine与未来展望

了解食物中queuine的分布是进行膳食干预的前提。目前的研究正在努力绘制各种食物中的q含量图谱，植物性食物和发酵食品被认为是潜在的较好来源。同时，合成生物学和化学合成技术的进步，为大规模生产高纯度的queuine提供了可能，这为将其开发为营养补充剂或功能性食品成分奠定了基础。将queuine的研究纳入精准营养（precision nutrition）的框架，意味着未来有可能根据个体的基因背景、肠道菌群特征和健康状况，制定个性化的queuine补充策略，以实现最优的健康促进效果。

综上所述，Queuine作为一个连接微生物世界与人类宿主健康的桥梁分子，其重要性正逐渐被揭示。从基础的tRNA修饰到整体的生理健康，对queuine的深入研究不仅拓展了我们对必需营养素的认识，也为通过靶向营养干预来改善健康和防治疾病开辟了新的道路。