研究人员确定了结肠是如何优先排毒的

来源：news medical |校审：Kate Anderton|2019-10-7 | 翻译：聚生物

洋葱、卷心菜、大蒜。虽然营养丰富，但吃这些食物会导致令人尴尬的副作用:有臭味的肠胃胀气。硫化氢是一种产生臭鸡蛋气味的化合物，如果人体吸入硫化氢超过百万分之700，就会致命。(谢天谢地，一场肠胃胀气只含有0.001到百万分之一的硫化物。)

硫化氢是一种有毒气体，在许多工业职业中是一个突出的危害。它也是人体肠道微生物化学过程的众多副产物之一，必须被解毒。在另一个过程中，数以万亿计的以我们的结肠为家的细菌，通过发酵我们饮食中的不溶性纤维残留物，如全谷物和蔬菜中的纤维，制造出一种有益的化学物质，叫做丁酸盐。结肠内膜细胞利用丁酸盐提供能量，减少炎症。

密歇根大学的一个医学研究小组已经确定了两个过程—硫化物去除和丁酸盐的利用-如何在结肠内部保持平衡。这两个过程竞争着相同的细胞资源。

“我们的结肠细胞非常适合解毒硫化氢，因为它们接触的硫化氢浓度高于体内其他组织。”Aaron Landry博士，Ruma Banerjee实验室博士后研究员，生物化学系博士，与他人合著了一篇新论文，发表在《Cell Chemical Biology》上。

确定优先性？

众所周知，线粒体是细胞的能量来源，它含有几种有助于能量生产的酶。其中一种酶是SQR(硫醌氧化还原酶的简称)，它是解毒硫化氢和清除体内硫化氢的第一步，也是关键的一步。

SQR通过去除硫化氢中的电子并将其导入辅酶Q10 (CoQ10)来氧化硫化氢，辅酶Q10是一种自然存在于体内的化合物。(有些人将CoQ10作为一种膳食补充剂，但目前还没有研究证明它是否能有效预防或治疗疾病。)同时，我们的结肠细胞利用细菌产生的丁酸盐，利用一种叫做ACADS(短链酰基辅酶a脱氢酶)的酶来产生能量。由于ACADS也使用CoQ10来释放电子，这就产生了一个两难的问题，因为CoQ10的数量有限。

那么，细胞是如何优先清除有毒气体而不是制造能量的呢?

一条线索来自于结肠细胞中另一种叫做辅酶A的分子，当丁酸盐用于能量生产时需要辅酶A。兰德里和他的同事们注意到，几十年来，已知的acad中含有CoA，其中含有一种额外的硫，称为CoA过硫化物。

“额外的硫表明这种配体来自某个地方，但没有人知道它的来源，”兰德里说。

Landry说，当CoA过硫化物与acad结合时，它基本上会阻碍其功能，从而阻碍丁酸盐的利用。他们发现SQR可以将CoA和硫化氢转化为CoA过硫化物，这使得有毒硫化氢的清除优先于结肠细胞产生的能量。

兰德里说:“硫化物是消化的副产品，我们的身体必须不断地与之斗争。如果你的饮食中没有足够的纤维，它可能会加剧硫化氢的影响，或者使我们的排毒能力恶化。”

该论文的共同第一作者是Banerjee实验室的Sojin Moon博士和毗邻的UHN-Soo Cho博士实验室的金汉生博士，他们指出，人类SQR捕获的晶体结构是由各种中间体捕获的-化学反应过程中产生的物质-提供了反应的每一个步骤的快照，包括电子转移到CoQ 10。这些快照共同确定了硫化物解毒的非常规机制。

Source:

Michigan Medicine - University of Michigan

Journal reference:

Landry, A.P. et al. (2019) A Catalytic Trisulfide in Human Sulfide Quinone Oxidoreductase Catalyzes Coenzyme A Persulfide Synthesis and Inhibits Butyrate Oxidation. Cell Chemical Biology. doi.org/10.1016/j.chembiol.2019.09.010.

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