L-精氨酸在肌肉蛋白質(zhì)合成中的信號(hào)通路
發(fā)表時(shí)間:2025-07-24L-精氨酸作為一種條件性必需氨基酸,在肌肉蛋白質(zhì)合成中通過(guò)多條信號(hào)通路發(fā)揮關(guān)鍵調(diào)控作用,其機(jī)制與氨基酸感知、細(xì)胞能量狀態(tài)及生長(zhǎng)因子介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)密切相關(guān)。
L-精氨酸先可直接激活mTORC1(哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白復(fù)合物1)信號(hào)通路,這是調(diào)控肌肉蛋白質(zhì)合成的核心通路。它作為氨基酸感受器(如 Sestrin2、CASTOR1 等)的配體,結(jié)合后可解除其對(duì)GATOR2復(fù)合物的抑制,進(jìn)而激活下游的Rheb-GTPase,促使mTORC1從細(xì)胞質(zhì)遷移至溶酶體膜并被激活。激活的mTORC1通過(guò)磷酸化下游靶蛋白p70S6激酶(p70S6K)和真核起始因子4E結(jié)合蛋白1(4E-BP1),前者促進(jìn)核糖體蛋白合成,后者解除對(duì)翻譯起始因子 eIF4E 的抑制,共同啟動(dòng)蛋白質(zhì)翻譯過(guò)程,加速肌肉細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。
其次,L-精氨酸是合成一氧化氮(NO)的前體,其通過(guò)NO-cGMP-PKG信號(hào)通路間接調(diào)控肌肉蛋白質(zhì)合成。在一氧化氮合酶(NOS)催化下,它生成NO,NO可激活鳥(niǎo)苷酸環(huán)化酶(GC),促使環(huán)磷酸鳥(niǎo)苷(cGMP)生成增加,進(jìn)而激活蛋白激酶G(PKG)。PKG不僅能通過(guò)磷酸化作用增強(qiáng)mTORC1的活性,還可改善肌肉組織的血液灌注,增加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和氧氣的供應(yīng),為蛋白質(zhì)合成提供充足的物質(zhì)基礎(chǔ)和能量支持,同時(shí)減少氧化應(yīng)激對(duì)肌肉細(xì)胞的損傷,間接促進(jìn)合成代謝。
此外,L-精氨酸還可通過(guò)影響胰島素及生長(zhǎng)激素相關(guān)信號(hào)協(xié)同調(diào)節(jié)肌肉蛋白質(zhì)合成,它能促進(jìn)胰島素分泌,胰島素與肌肉細(xì)胞膜上的受體結(jié)合后,激活PI3K-Akt通路,進(jìn)一步增強(qiáng)mTORC1的活性,同時(shí)抑制蛋白質(zhì)分解相關(guān)的泛素 - 蛋白酶體系統(tǒng)。同時(shí),L-精氨酸可刺激生長(zhǎng)激素釋放,生長(zhǎng)激素通過(guò)胰島素樣生長(zhǎng)因子1(IGF-1)介導(dǎo)的信號(hào)通路(如IGF-1R-PI3K-Akt),與mTORC1通路協(xié)同作用,放大肌肉蛋白質(zhì)合成的信號(hào),尤其在抵抗運(yùn)動(dòng)后的肌肉修復(fù)與增長(zhǎng)中發(fā)揮重要作用。
L-精氨酸通過(guò)直接激活mTORC1通路、介導(dǎo)NO相關(guān)信號(hào)傳導(dǎo),以及協(xié)同胰島素和生長(zhǎng)激素的作用,多維度調(diào)控肌肉蛋白質(zhì)合成,是維持肌肉質(zhì)量和促進(jìn)肌肉生長(zhǎng)的重要營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)因子。
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