維生素B₁、B₂、B₆是參與細胞内多種生物反應的重要的必需微量營養素，但它們只在磷酸酯或核苷酸的形態下（磷酸酯體）才能發揮活性。另一方面，由於磷酸酯體無法直接穿透細胞膜，因此在被膜轉運之前，維生素B的磷酸酯必須經歷先被水解，被細胞吸收後再次磷酸化。此前已有研究表明，鋅依賴性酶會參與磷酸酯的水解程序，但其確切的作用機制尚未被完全解明。
圖1 維生素B被轉運到細胞内的機制（供圖：京都大學）
京都大學研究生院生命科學研究科的神戶朋副教授、碩士生（研究時）湯淺花、西野勝俊助教（現爲東京工科大學講師）、永尾雅哉教授、東京慈惠會醫科大學的木戶尊將講師、須賀萬智教授、滋賀縣立大學的福渡努教授等組成的研究團隊，利用培養細胞和大鼠實驗，發現了四種鋅依賴性酶在維生素B的磷酸酯水解中起到重要作用，其水解活性受到了鋅營養狀況的顯著影響。該成果明確了鋅在維生素B代謝中發揮的重要作用。相關研究成果已發表在期刊《FASEB Journal》上。
此前，研究團隊一直致力於解析消化道的鋅吸收以及對鋅依賴性酶起到鋅供應作用的鋅轉運蛋白的功能。在該研究程序中，他們注意到在細胞外部或細胞膜上定位並發揮作用的鋅依賴性酶會水解各種磷酸酯化合物，並且，這種磷酸酯體的水解對於某些營養素透過細胞膜至關重要。特別是在吸收和代謝中必須進行磷酸酯水解的營養素，包括維生素B₁、B₂、B₆。在本次研究中，研究團隊嘗試確定參與這一水解程序的酶。
研究人員逐一對15種可能與磷酸酯體去除相關的酶逐一進行過度表達，並使用HPLC（高效液相層析圖）分析它們的水解活性後結果表明，ALP、CD73、ENPP1、ENPP3這四種鋅依賴性酶在其中發揮了重要作用。研究團隊在此前發表的另一項研究成果中已經表明，這四種鋅依賴性酶的活性會因缺鋅而明顯下降。
研究團隊使用改變鋅營養狀態的培養細胞及飼餵鋅缺乏飼料的大鼠的血清，分析了鋅營養狀況與維生素B磷酸酯體水解之間的關係後發現，其水解活性因缺鋅而顯著降低。
這些結果明確表明，維生素B代謝受鋅營養狀況的影響很大，也就是說，保持適當的鋅營養狀況對維生素B代謝至關重要。
神戶副教授表示：「人類活體內有超過500種鋅依賴性酶在發揮作用。研究表明，這些酶在鋅缺乏時並非都呈現同樣的活性下降，有些酶更容易失去活性，而有些則較爲穩定。此次發現的ALP、CD73、ENPP1、ENPP3是缺鋅時活性最容易降低的酶，因此我們推測有這四種酶參與的維生素B代謝等代謝途徑，可能與鋅缺乏症的多種病徵密切相關。今後，我們希望繼續操作深入研究維生素與礦物質等重要生理活性物質的相輔作用，爲健康的維護和促進提供有益的見解。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊：FASEB Journal
論文：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
