ACAD11,也称为长链酰辅酶A脱氢酶11,是一种重要的线粒体蛋白。ACAD11在脂肪酸氧化过程中发挥关键作用,通过β-氧化将长链脂肪酸转化为能量。脂肪酸氧化是细胞获取能量的主要方式之一,对于维持细胞正常功能至关重要。ACAD11在多种组织中表达,包括大脑、肌肉和心脏等,其中在人类小脑中表达尤为显著。ACAD11与ACAD9协同作用,共同参与长链脂肪酸的β-氧化过程,确保细胞能够有效地利用脂肪酸作为能量来源[3]。
研究表明,ACAD11在多种生物学过程中发挥重要作用。首先,ACAD11与能量代谢密切相关。例如,在葡萄糖饥饿状态下,ACAD11的表达上调,促进氧化磷酸化(OXPHOS)和细胞生存。这表明ACAD11在维持细胞能量平衡和应对能量应激方面具有重要意义[2]。此外,ACAD11还与肿瘤抑制蛋白p53的功能相关。p53是细胞应激反应的关键调节因子,通过诱导细胞凋亡或细胞周期阻滞来消除受损细胞或使细胞适应应激。研究发现,p53可以诱导ACAD11的表达,从而促进脂肪酸氧化,增强细胞在葡萄糖饥饿状态下的生存能力[2]。
ACAD11还与疾病的发生和发展密切相关。例如,在骨质疏松症的研究中,ACAD11被认为是与能量代谢相关的差异表达基因之一。研究发现,ACAD11的表达水平与骨密度(BMD)呈正相关,提示ACAD11可能在骨质疏松症的发病机制中发挥作用[1]。此外,ACAD11还与肾细胞癌的预后相关。研究发现,ACAD11的表达水平与肾细胞癌患者的生存率呈正相关,提示ACAD11可能成为肾细胞癌预后的潜在生物标志物[4]。
ACAD11还与糖尿病相关肾病的发生和发展相关。研究发现,ACAD11基因的变异与非洲裔美国人中2型糖尿病相关终末期肾病的发生风险相关[5]。这表明ACAD11可能参与了糖尿病相关肾病的发生机制。此外,ACAD11还与牛的生产和繁殖性状相关。研究发现,ACAD11基因的变异与牛的初产年龄、总产奶量、峰值产量等性状相关,提示ACAD11可能成为牛育种的重要候选基因[6]。
综上所述,ACAD11是一种重要的线粒体蛋白,参与脂肪酸氧化过程,维持细胞能量平衡。ACAD11在多种生物学过程中发挥重要作用,包括能量代谢、肿瘤抑制、骨质疏松症、肾细胞癌、糖尿病相关肾病和牛的生产和繁殖性状等。深入研究ACAD11的功能和作用机制,有助于揭示其在疾病发生和发展中的作用,为疾病的治疗和预防提供新的思路和策略。
参考文献:
1. Lu, Yao, Wen, Wen, Huang, Qiang, Sun, Liang, Wang, Qian. 2024. Development and experimental validation of an energy metabolism-related gene signature for diagnosing of osteoporosis. In Scientific reports, 14, 8153. doi:10.1038/s41598-024-59062-y. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38589566/
2. Jiang, Dadi, LaGory, Edward L, Kenzelmann Brož, Daniela, Giaccia, Amato J, Attardi, Laura D. 2015. Analysis of p53 transactivation domain mutants reveals Acad11 as a metabolic target important for p53 pro-survival function. In Cell reports, 10, 1096-109. doi:10.1016/j.celrep.2015.01.043. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25704813/
3. He, Miao, Pei, Zhengtong, Mohsen, Al-Walid, Ensenauer, Regina, Vockley, Jerry. 2010. Identification and characterization of new long chain acyl-CoA dehydrogenases. In Molecular genetics and metabolism, 102, 418-29. doi:10.1016/j.ymgme.2010.12.005. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21237683/
4. Zhang, Jing, Zhao, Qian, Huang, Hongwei, Lin, Xuhong. 2024. Establishment and validation of a novel peroxisome-related gene prognostic risk model in kidney clear cell carcinoma. In BMC urology, 24, 26. doi:10.1186/s12894-024-01404-z. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38297313/
5. Guan, Meijian, Ma, Jun, Keaton, Jacob M, Bowden, Donald W, Ng, Maggie C Y. 2016. Association of kidney structure-related gene variants with type 2 diabetes-attributed end-stage kidney disease in African Americans. In Human genetics, 135, 1251-1262. doi:. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27461219/
6. Ahmad, Sheikh Firdous, Singh, Akansha, Gangwar, Munish, Dutt, Triveni, Kumar, Amit. 2023. Haplotype-based association study of production and reproduction traits in multigenerational Vrindavani population. In Gene, 867, 147365. doi:10.1016/j.gene.2023.147365. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/36918047/