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比利时布鲁塞尔鲁汶大学德杜夫研究所生物化学系Guido T. Bommer实验室发现了一种全新的“代谢物介导的酶功能拯救机制”——TGDS通过拯救代谢物维持UXS1(UDP-xylose synthase)活性(2025年8月20日在线发表,doi:10.1038/s41586-025-09397-x)
摘要: 遗传性骨骼疾病Catel-Manzke综合征是一种罕见的骨骼发育不良,临床特征包括身材矮小、心脏缺陷、下颌微突或后突、腭裂和手指畸形。该病由编码功能未明的dTDP-D-葡萄糖4,6-脱水酶(TGDS)基因突变引起,但其分子机制并不清楚。比利时布鲁塞尔鲁汶大学德杜夫研究所生物化学系Guido T. Bommer实验室发现了一种全新的“代谢物介导的酶功能拯救机制”——TGDS通过拯救代谢物维持UXS1(UDP-xylose synthase)活性(2025年8月20日在线发表,
doi:10.1038/s41586-025-09397-x)。在多种细胞系中缺失TGDS会导致UXS1失活。UXS1的催化循环依赖辅酶NAD
+的再生,但在此过程中可能结合NADH而失活。此时,TGDS催化生成的UDP -4-酮-6-脱氧葡萄糖(一种UXS1中间产物类似物)可进入UXS1的催化活性位点,促进NADH转化为NAD
+,从而恢复UXS1活性。此外,在患者成纤维细胞及
TgdsA100S/—(KI/KO)小鼠中均证实,TGDS缺陷导致拯救代谢物不足,并重现了人类的骨骼异常表型。该研究首次揭示TGDS作为“酶拯救代谢物”生成者的作用,提出低丰度代谢物可通过维持关键酶活性来保护代谢稳态。这不仅为理解Catel-Manzke综合征及其他代谢相关疾病提供了分子依据,也提示大量“功能未知”代谢酶可能通过类似机制调控酶活性,为罕见病诊断与治疗提供新思路。