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衰老是一个复杂的生物学过程,其主要特征表现为生物体维持个体生理完整性能力的逐步丧失、生物体对各种压力及疾病的抗性逐步下降。衰老几乎发生于每一个物种中。近期研究显示,衰老是衰老相关疾病(包括糖尿病、心血管疾病、神经退行性疾病及部分癌症等)的主要风险因子。因此寻找抗衰老活性分子或策略并研究其作用机制是现今衰老领域的研究热点.许多过渡金属是生物生存所必要的微量元素,没有充足的过渡金属,许多生物进程将受到严重的影响。然而,过度的重金属离子也可能导致毒性,重金属进入人体能与人体内的蛋白质发生相互作用,改变破坏其原有结构,使它们失去活性,也能够在人体的某些组织或者器官中长期累积,造成慢性中毒,导致病变甚至死亡。除此之外,重金属或其化合物也能造成严重的环境污染。丁二酸(SA),也被称为琥珀酸或丁二酸,是三羧酸循环(TCA)的关键分子,为O2的化学能源生产的中心代谢途径。TCA循环可将葡萄糖二酸通过中间体草酰乙酸,苹果酸和富马酸。所有的TCA代谢循环包括碳水化合物和氨基酸、脂肪酸和血红素代谢都依赖于丁二酸的形成,因此丁二酸作为一种线粒体代谢中间体具有重要的生物学功能。本研究首先考察了丁二酸对芽殖酵母生长和寿命的影响,发现丁二酸处理在最初24小时内抑制细胞生长,但最终增加了固定细胞的细胞密度。同时,丁二酸处理显著延长野生型芽殖酵母细胞的实足寿命。然后我们发现包括铁重金属引起的应力,铜和锌的保护作用,研究了丁二酸对芽殖酵母和裂殖酵母重金属胁迫的抗性,并发现这三种重金属诱导应力和酵母细胞和丁二酸治疗毒性可以防止重金属引起的应力,尤其是铁和锌,并进一步测试表明重金属诱导出芽酵母细胞应激可能联系ORM1和ORM2基因,均与脂质代谢和信号连接。再次,研究了丁二酸对芽殖酵母转录的影响,发现丁二酸处理对芽殖酵母转录产生显著影响,导致3485个差异表达基因(DEGS)(P<0.05)包括1335个上调基因和下调2150°。此外,基因本体聚类和信号通路分析表明,核糖体和线粒体相关的细胞成分、生物过程、分子功能和信号通路可能是SA治疗的主要靶点。蛋白酶体、内吞作用、过氧化物酶体和自噬相关功能可能是SA治疗的潜在靶点。结果表明,琥珀酸处理显著延长了野生型芽殖酵母细胞的实足寿命,提高了野生型芽殖酵母和裂殖酵母的细胞重抗逆性,琥珀酸处理对芽殖酵母转录组有显著影响。总的来说,结果表明琥珀酸治疗是一种潜在的抗衰老药物分子,将来它有望发展成为延缓哺乳动物细胞(包括人类)衰老和防治衰老相关疾病的药物。