维生素B₁、B₂、B₆是参与细胞内多种生物反应的重要的必需微量营养素，但它们只在磷酸酯或核苷酸的形态下（磷酸酯体）才能发挥活性。另一方面，由于磷酸酯体无法直接穿透细胞膜，因此在被膜转运之前，维生素B的磷酸酯必须经历先被水解，被细胞吸收后再次磷酸化。此前已有研究表明，锌依赖性酶会参与磷酸酯的水解过程，但其确切的作用机制尚未被完全解明。
图1 维生素B被转运到细胞内的机制（供图：京都大学）
京都大学研究生院生命科学研究科的神户朋副教授、硕士生（研究时）汤浅花、西野胜俊助教（现为东京工科大学讲师）、永尾雅哉教授、东京慈惠会医科大学的木户尊将讲师、须贺万智教授、滋贺县立大学的福渡努教授等组成的研究团队，利用培养细胞和大鼠实验，发现了四种锌依赖性酶在维生素B的磷酸酯水解中起到重要作用，其水解活性受到了锌营养状况的显著影响。该成果明确了锌在维生素B代谢中发挥的重要作用。相关研究成果已发表在期刊《FASEB Journal》上。
此前，研究团队一直致力于解析消化道的锌吸收以及对锌依赖性酶起到锌供应作用的锌转运蛋白的功能。在该研究过程中，他们注意到在细胞外部或细胞膜上定位并发挥作用的锌依赖性酶会水解各种磷酸酯化合物，并且，这种磷酸酯体的水解对于某些营养素通过细胞膜至关重要。特别是在吸收和代谢中必须进行磷酸酯水解的营养素，包括维生素B₁、B₂、B₆。在本次研究中，研究团队尝试确定参与这一水解过程的酶。
研究人员逐一对15种可能与磷酸酯体去除相关的酶逐一进行过度表达，并使用HPLC（高效液相色谱）分析它们的水解活性后结果表明，ALP、CD73、ENPP1、ENPP3这四种锌依赖性酶在其中发挥了重要作用。研究团队在此前发表的另一项研究成果中已经表明，这四种锌依赖性酶的活性会因缺锌而明显下降。
研究团队使用改变锌营养状态的培养细胞及饲喂锌缺乏饲料的大鼠的血清，分析了锌营养状况与维生素B磷酸酯体水解之间的关系后发现，其水解活性因缺锌而显著降低。
这些结果明确表明，维生素B代谢受锌营养状况的影响很大，也就是说，保持适当的锌营养状况对维生素B代谢至关重要。
神户副教授表示：“人类体内有超过500种锌依赖性酶在发挥作用。研究表明，这些酶在锌缺乏时并非都呈现同样的活性下降，有些酶更容易失去活性，而有些则较为稳定。此次发现的ALP、CD73、ENPP1、ENPP3是缺锌时活性最容易降低的酶，因此我们推测有这四种酶参与的维生素B代谢等代谢途径，可能与锌缺乏症的多种症状密切相关。今后，我们希望继续深入研究维生素与矿物质等重要生理活性物质的相互作用，为健康的维护和促进提供有益的见解。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：FASEB Journal
论文：Rate of hydrolysis of the phosphate esters of B vitamins is reduced by zinc deficiency: In vitro and in vivo
DOI：doi.org/10.1096/fj.202401207R
