Reversible Enzyme Phosphorylation as a Mechanism for Metabolic Adaptation to Dehydration in the Skeletal Muscle of the African Clawed Frog, Xenopus laevis
Notice bibliographique
Résumé
Xenopus laevis, although mainly an aquatic frog, lives in seasonally arid regions of southern Africa where well-developed dehydration tolerance is needed when ponds dry up.Frogs can endure about 40% loss of total body water leading to increased hematocrit and blood viscosity that restrict blood and oxygen delivery to tissues, elevate tissue osmolality, and lead to accumulation of lactate and urea.As one response to dehydration, frogs show restricted blood flow to skeletal muscle to preferentially maintain supply to the brain and internal organs.I hypothesized that dehydration stress triggers modifications to cellular energy production in skeletal muscle and could recruit alternative fuel use.This thesis explores metabolic regulation of enzymes (aldolase, CK, IDH), and energy stress signaling (via AMPK) in skeletal muscle of X. laevis.A particular focus was put on regulation via protein posttranslational phosphorylation to adapt enzyme activity and substrate affinity to changing physiological needs during dehydration.Analysis of kinetic parameters found that aldolase, CK and IDH all showed reduced maximal velocities and altered substrate affinities during dehydration.Downregulation of aldolase suggested a reduction in glycolytic rate during dehydration, moderating the use of glucose, whereas CK regulation modulates phosphocreatine consumption.Substrate affinities of both CK and IDH were dependent on magnesium concentrations.CK was more active at higher Mg 2+ concentrations that occur as tissues dehydrate whereas IDH showed increased affinity for Mg 2+ that could shift the reaction to favor α-KG production during dehydration.I hypothesized that changes to muscle energetics would stimulate the action of AMPK and its downstream effectors to promote a fuel switching from carbohydrates to include fats during dehydration.However, iv phosphorylated AMPK (activated) did not increase and the regulation of two key downstream AMPK targets, acetyl-coA carboxylase and Unc-51 like autophagy activating kinase 1, did not indicate recruitment of fatty acid metabolism or autophagy for energy during dehydration in skeletal muscle.Overall, these studies showed that reversible protein phosphorylation has a prominent role in controlling X. laevis skeletal muscle enzyme function and reorganization of metabolic pathways during whole animal dehydration.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».