健康睡眠和血糖的關鍵所在：D-丙氨酸

直到最近，人們才發現構成蛋白質的氨基酸以兩種不同的形式存在:L型和d型。雖然所有的天然蛋白質都是由l -氨基酸組成的，但d -氨基酸的功能仍然鮮為人知，盡管它存在于我們每天吃的食物中。

現在，由大阪大學領導的多機構研究小組揭示了一種d型氨基酸d -丙氨酸的功能。那么，它有什么作用，他們是如何發現它的功能的?為了理解，我們需要一些背景信息。

生物鐘是我們體內的一種自然振蕩，與24小時的晝夜周期保持一致，影響著許多生物過程。其中之一是糖異生，在這種情況下，可以產生新的葡萄糖來維持能量水平，而不是碳水化合物的攝入。雖然已知糖異生隨晝夜節律而變化，但其原因尚不清楚。

然而，還是有一些線索。d -丙氨酸存在于代謝葡萄糖的組織中，據報道，血液和尿液中微量的d -丙氨酸水平隨晝夜節律而變化。利用特殊設備和先進的分析技術，研究人員能夠檢測和量化這種稀有氨基酸的痕量水平。然后，研究小組可以驗證d -丙氨酸的水平確實會隨著生物鐘而變化;這些變化是由尿中d -丙氨酸的去除引起的，這個過程由腎臟控制。他們還表明，睡眠是調節d -丙氨酸水平的關鍵。

“我們決定研究當腎臟暴露于d -丙氨酸時，哪些基因會表達，”該研究的主要作者酒井新介解釋說。“我們使用深度學習分析和迭代隨機森林算法來識別目標基因。我們發現d -丙氨酸上調了與糖異生有關的基因和與晝夜節律有關的基因。”

轉錄因子是一種調節基因表達的蛋白質，對轉錄因子的分析表明，d -丙氨酸誘導的變化是由一種名為Cry2的蛋白質介導的，而Cry2是一種關鍵的晝夜節律調節劑。在晝夜節律紊亂的情況下，d -丙氨酸處理改善了日常節律。

“通過這些實驗，我們能夠證明d -丙氨酸是腎臟糖異生和生物鐘之間的聯系，”資深作者Tomonori Kimura說，“d -丙氨酸通過晝夜節律轉錄網絡激活糖異生。”

揭示D-丙氨酸和生物鐘之間的聯系代表著我們對這些罕見的d -氨基酸的理解向前邁出了一大步。一個令人興奮的可能性是與葡萄糖有關的疾病的新療法，如糖尿病，以及與生物鐘有關的疾病，如睡眠障礙。

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