MOTS-c Peptide

MOTS-c (mitochondrial open-reading-frame van de 12S rRNA-c) is een peptide van 16 aminozuren dat wordt geclassificeerd als een Mitochondriaal-Afgeleid Peptide (MDP), ook wel een “mitochondriaal hormoon” of “mitokine” genoemd. Recent onderzoek wijst erop dat MOTS-c een bioactief peptide is dat nauw verbonden is met mitochondriale communicatie en energieregulatie. Aanvankelijk veronderstelden onderzoekers dat het voornamelijk actief zou zijn in de mitochondriën, maar recente studies suggereren anders, namelijk dat MOTS-c mogelijk via de bloedbaan werkt en daardoor potentieel systemische effecten vertoont.

Het is belangrijk op te merken dat MOTS-c een recent geïdentificeerd MDP is. De primaire functies ervan worden nog onderzocht, maar studies omvatten de invloed van het MOTS-c-peptide op celfunctie en levensduur, spiercontractiekracht, metabole functie en gewichtsregulatie.

Specificaties

Sequentieformule: Met-Arg-Trp-Gln-Glu-Met-Gly-Tyr-Ile-Phe-Tyr-Pro-Arg-Lys-Leu-Arg

Moleculaire formule: C101H152N28O22S2

Moleculair gewicht: 2174.64 g/mol

Synoniemen: 12S rRNA-c, MT-RNR1

MOTS-c Onderzoek

MOTS-c en Vetmetabolisme

Onderzoek naar oestrogeen in muismodellen suggereert dat lage beschikbaarheid van het hormoon mogelijk leidt tot verhoogde vetmassa en disfunctie van normaal vetweefsel. De introductie van MOTS-c in deze muismodellen leek de aanwezigheid van bruin vet te vergroten en de ophoping van vetweefsel te verminderen. Het peptide kan mogelijk in zekere mate de vetweefseldisfunctie en ontsteking blokkeren die volgen op insulineresistentie.[1]

Onderzoekers suggereren dat een deel van de potentiële werking van MOTS-c op het vetmetabolisme wordt gemedieerd via activatie van de AMP-geactiveerde proteïnekinase (AMPK)-route. De AMPK-route wordt geactiveerd wanneer de cellulaire energieniveaus laag zijn, wat de opname van glucose en vetzuren door cellen voor metabolisme stimuleert. MOTS-c kan mogelijk direct inwerken op de methionine-folaatcyclus, waardoor AICAR-niveaus en AMPK-activatie toenemen. Wetenschappelijke gegevens uit muisstudies geven aan dat het peptide in laboratoriummodellen van obesitas mogelijk een belangrijke regulator is van monoacylglycerol-, dicarbonzuur- en sfingolipidenmetabolisme. Door de activiteit van deze routes te verminderen en bèta-oxidatie te versterken, kan het peptide mogelijk vetophoping tegengaan. De meeste van deze effecten lijken voort te komen uit de werking van het peptide in de celkern.[2] Ontregeling van vetmetabolisme in mitochondriën kan mogelijk een tekort aan vetoxidatie veroorzaken, wat leidt tot verhoogde vetcirculatie doordat insulineniveaus stijgen om lipiden uit de bloedbaan te verwijderen. Daarnaast is er een verhoogde vetopslag en een verandering in homeostase door verhoogde insulineniveaus.[3] De onderzoekers merken ook op dat “The implications of plasma MOTS-c for […] metabolic homeostasis deserve future examination.”

MOTS-c en Spiermetabolisme

Onderzoek suggereert dat MOTS-c mogelijk functioneert door zich te richten op skeletspieren, waar het mogelijk de folaatcyclus en de gekoppelde de novo purinebiosyntheseroute remt, wat leidt tot activatie van AMPK. Specifiek kan MOTS-c mogelijk AMPK activeren op een manier die onafhankelijk is van veranderingen in AMP/ATP-verhoudingen. Deze route kan op zijn beurt cruciaal zijn voor het reguleren van glucosemetabolisme, vetzuuroxidatie en het algehele energieverbruik in spierweefsel.

Deze potentiële werking kan mogelijk plaatsvinden door de respons van skeletspieren op AMPK-activatie te versterken, wat achtereenvolgens de expressie van glucosetransporters lijkt te verhogen. Bovendien lijkt deze activatie niet afhankelijk te zijn van de insulineroute en kan het een alternatieve manier bieden om glucoseopname door spiercellen te verbeteren wanneer insuline defect of ineffectief is. Volgens onderzoek bij muizen kan MOTS-c daardoor veranderingen veroorzaken in leeftijdsgerelateerde insulineresistente spieren, met verbeterde glucoseopname in spiercellen.[4] Een dergelijk resultaat kan mogelijk spiercelgroei, spierfunctie en vermindering van insulineresistentie bevorderen. De onderzoekers concluderen dat “MOTS-c has implications in the regulation of obesity, diabetes, […] and longevity, representing an entirely novel mitochondrial signaling mechanism to regulate metabolism within and between cells.” Als gevolg hiervan kunnen de effecten van het peptide op spierweefsel ook de systemische energiebalans beïnvloeden, zoals waargenomen in de vermindering van dieet-geïnduceerde obesitas en verbeterde glucosetolerantie in muismodellen. Dit impliceert dat MOTS-c mogelijk een belangrijke regulator is van metabole reacties op nutriënteninname, en mogelijk een mechanisme biedt waarmee mitochondriën een actievere rol spelen in energiehomeostase dan traditioneel werd aangenomen.[5]

MOTS-c en Osteoporose

MOTS-c lijkt functioneel betrokken te zijn bij type I collageensynthese door osteoblasten in botweefsel. Studies die osteoblastcellen nauwkeurig observeerden suggereren dat het mogelijk de TGF-beta/SMAD-route beïnvloedt die de functie en overleving van osteoblasten reguleert. Osteoblasten verbeteren de overleving van osteoblasten, waardoor de synthese van type I collageen en de sterkte en integriteit ervan verbeteren.[6]

Specifiek leek MOTS-c invloed uit te oefenen op belangrijke genen die betrokken zijn bij collageensynthese, zoals COL1A1 en COL1A2. Volgens wetenschappelijke studies kan MOTS-c mogelijk osteoporose verminderen door potentiële verbetering van beenmerg en differentiatie van stamcellen via de werking van de TGF-beta/SMAD-route. De TGF-β/Smad-route werd geactiveerd na blootstelling aan MOTS-c, zoals opgemerkt door de opregulatie van TGF-β1-, TGF-β2- en Smad7-genen. De studie toonde ook aan dat knockdown van TGF-β1 de osteogene effecten van MOTS-c significant remde, wat erop wijst dat de TGF-β/Smad-route mogelijk essentieel is voor de potentiële osteogene werking van MOTS-c.

Volgens deze studies kan dit resulteren in verbeterde osteogenese, waaronder verbeterde overleving van osteoblasten en ontwikkeling van stamcellen.[7] Dit werd vastgesteld doordat de expressie van osteogenese-gerelateerde genen, zoals ALP, Bglap en Runx2, toenam onder blootstelling aan MOTS-c. Deze genen worden beschouwd als cruciale markers van osteogene differentiatie, wat suggereert dat MOTS-c mogelijk het differentiatieproces van osteoblasten stimuleert.

MOTS-c en Cardiovasculaire Functie

Een hoger risico op disfunctie van endotheelcellen werd gerapporteerd in onderzoeksmodellen van coronaire angiografie. Endotheelcellen bekleden de binnenwand van bloedvaten en worden beschouwd als essentieel voor de regulatie van bloedstolling, bloeddruk en plaquefunctie. Wetenschappelijke studies rapporteren dat het peptide de responsiviteit van bloedvaten niet direct lijkt te veranderen; in plaats daarvan kan het mogelijk endotheelcellen gevoeliger maken voor de signaalwerking van andere moleculen zoals acetylcholine.[8] Introductie van het peptide in muizen leek de endotheliale, microvasculaire en epicardiale bloedvatfunctie te verbeteren. Onderzoeksgegevens geven aan dat MDP’s samen met MOTS-c mogelijk functioneren om ontsteking en stress in cardiomyocyten tegen te gaan. Er wordt aangenomen dat een neerregulatie van MDP mogelijk het risico op ontwikkeling van cardiovasculaire aandoeningen verhoogt. MOTS-c kan mogelijk van belang zijn bij reperfusieschade en endotheelwerking. De mechanismen waarmee MOTS-c deze effecten mogelijk uitoefent, kunnen de activatie van AMPK omvatten, wat theoretisch de activiteit van endotheliaal stikstofoxidesynthase (eNOS) kan versterken. Deze activiteit wordt beschouwd als cruciaal voor endotheelafhankelijke vaatverwijding. Daarnaast kan MOTS-c mogelijk ontstekingsroutes moduleren en zo endotheliale ontsteking verminderen, een kenmerk van endotheelstoornissen.

MOTS-c en Cellulaire Levensduur

Een verandering van glutamaatresidu naar lysine op positie 14 van het eiwit lijkt een gevolg te zijn van veranderingen in het MOTS-c-gen. Het is echter nog niet vastgesteld hoe dit de functionele eigenschappen van het peptide kan beïnvloeden. Toch wordt verondersteld dat veranderingen in zowel structuur als functie van het MOTS-c-gen kunnen leiden tot uitzonderlijke cellulaire levensduur. In onderzoek uitgevoerd door Dr. Changhan David Lee — een onderzoeker aan de School of Gerontology van USC — benadrukt mitochondriale biologie de noodzaak om de levensduur en gezondheidsspanne van cellen te verlengen.[4, 5, 9] Voedingsbeperkingen worden gezien als de enige manier om mitochondriale functie en levensduur te beïnvloeden.

Bovendien is voorgesteld dat MOTS-c mogelijk invloed heeft op het verouderingsproces van cellen door interactie met routes die nicotinamide-adeninedinucleotide (NAD+)-niveaus reguleren, een co-enzym dat geacht wordt een centrale rol te spelen in cellulair metabolisme en nauw verbonden is met cellulaire veroudering. Door mogelijk NAD+-niveaus te verhogen en deel te nemen aan de folaat/methioninecyclus — een belangrijke route in cellulair metabolisme — kan MOTS-c mogelijk bijdragen aan het vertragen van leeftijdsgerelateerde metabole achteruitgang en mogelijk de gezondheidsspanne van cellen verlengen in experimentele modellen.[10]

MOTS-c en Fysieke Capaciteit

In studies met muismodellen werd gerapporteerd dat het peptide MOTS-c mogelijk fysieke prestaties verbetert in verschillende leeftijdsgroepen.[11] Gegevens wijzen erop dat het peptide mogelijk uithoudingsvermogen en motorische coördinatie verbetert, zoals aangegeven door betere prestaties bij loopbandtesten en rotarodtesten, die respectievelijk fysiek uithoudingsvermogen en balans meten. Belangrijk is dat deze waargenomen voordelen niet direct gekoppeld lijken te zijn aan veranderingen in gewicht, wat impliceert dat MOTS-c fysieke capaciteiten mogelijk beïnvloedt via andere mechanismen dan gewichtsreductie. Er wordt verondersteld dat deze mechanismen optimalisatie van energiemetabolisme kunnen omvatten — hoe cellen voedingsstoffen omzetten in energie — en verbetering van metabole flexibiliteit, wat verwijst naar het vermogen van cellen om brandstofgebruik aan te passen op basis van beschikbaarheid en vraag.

MOTS-c kan ook een rol spelen bij het reguleren van de expressie van nucleaire genen die essentieel worden geacht voor metabolisme en proteostase (het behoud van proteïnehomeostase). Deze regulatie kan het moduleren van skeletspiermetabolisme omvatten, wat essentieel wordt geacht voor spiercontractie en energieproductie, evenals verbetering van cellulaire aanpassing aan metabole stress, de belasting die cellen ervaren tijdens veranderingen in energievoorziening. Daarnaast kan het peptide mogelijk de expressie beïnvloeden van genen die verband houden met heat shock-responsen — eiwitten die cellen beschermen onder stressvolle omstandigheden — en bredere metabole processen in gecontroleerde laboratoriumomstandigheden.

Er zijn aanwijzingen dat deze genregulatie ten minste gedeeltelijk wordt gemedieerd door de transcriptiefactor HSF1 (Heat Shock Factor 1), waarvan wordt aangenomen dat deze cellen ondersteunt bij aanpassing aan stress en het behouden van proteostase. De mogelijke verbinding tussen MOTS-c en HSF1 roept de mogelijkheid op dat MOTS-c de cellulaire weerbaarheid tegen metabole stress kan versterken, wat bijzonder belangrijk kan zijn voor het behoud van spierfunctie en algemene fysieke prestaties naarmate cellen verouderen. Verdere studies zijn echter nodig om deze mechanismen te bevestigen en volledig te begrijpen hoe MOTS-c mogelijk aan deze effecten bijdraagt.

Disclaimer

De genoemde producten zijn niet bedoeld voor menselijke of dierlijke consumptie. Research chemicals zijn uitsluitend bedoeld voor laboratoriumexperimenten en/of in-vitrotesten. Elke vorm van lichamelijke toediening is strikt verboden volgens de wet. Alle aankopen zijn beperkt tot bevoegde onderzoekers en/of gekwalificeerde professionals. Alle informatie gedeeld in dit artikel is uitsluitend bedoeld voor educatieve doeleinden.

Referenties

Lu H, Wei M, Zhai Y, Li Q, Ye Z, Wang L, Luo W, Chen J, Lu Z. MOTS-c peptide regulates adipose homeostasis to prevent ovariectomy-induced metabolic dysfunction. J Mol Med (Berl). 2019 Apr;97(4):473-485. doi: 10.1007/s00109-018-01738-w. Epub 2019 Feb 6. PMID: 30725119.

Kim KH, Son JM, Benayoun BA, Lee C. The Mitochondrial-Encoded Peptide MOTS-c Translocates to the Nucleus to Regulate Nuclear Gene Expression in Response to Metabolic Stress. Cell Metab. 2018 Sep 4;28(3):516-524.e7. doi: 10.1016/j.cmet.2018.06.008. Epub 2018 Jul 5. PMID: 29983246; PMCID: PMC6185997.

Cataldo LR, Fernández-Verdejo R, Santos JL, Galgani JE. Plasma MOTS-c levels are associated with insulin sensitivity in lean but not in obese individuals. J Investig Med. 2018 Aug;66(6):1019-1022. doi: 10.1136/jim-2017-000681. Epub 2018 Mar 27. PMID: 29593067.

Lee C, Kim KH, Cohen P. MOTS-c: A novel mitochondrial-derived peptide regulating muscle and fat metabolism. Free Radic Biol Med. 2016 Nov;100:182-187. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2016.05.015. Epub 2016 May 20. PMID: 27216708; PMCID: PMC5116416.

Lee C, Zeng J, Drew BG, Sallam T, Martin-Montalvo A, Wan J, Kim SJ, Mehta H, Hevener AL, de Cabo R, Cohen P. The mitochondrial-derived peptide MOTS-c promotes metabolic homeostasis and reduces obesity and insulin resistance. Cell Metab. 2015 Mar 3;21(3):443-54. doi: 10.1016/j.cmet.2015.02.009. PMID: 25738459; PMCID: PMC4350682.

Che N, Qiu W, Wang JK, Sun XX, Xu LX, Liu R, Gu L. MOTS-c improves osteoporosis by promoting the synthesis of type I collagen in osteoblasts via TGF-β/SMAD signaling pathway. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2019 Apr;23(8):3183-3189. doi: 10.26355/eurrev_201904_17676. PMID: 31081069.

Hu BT, Chen WZ. MOTS-c improves osteoporosis by promoting osteogenic differentiation of bone marrow mesenchymal stem cells via TGF-β/Smad pathway. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2018 Nov;22(21):7156-7163. doi: 10.26355/eurrev_201811_16247. PMID: 30468456.

Qin Q, Delrio S, Wan J, Jay Widmer R, Cohen P, Lerman LO, Lerman A. Downregulation of circulating MOTS-c levels in patients with coronary endothelial dysfunction. Int J Cardiol. 2018 Mar 1;254:23-27. doi: 10.1016/j.ijcard.2017.12.001. Epub 2017 Dec 6. PMID: 29242099.

Fuku N, Pareja-Galeano H, Zempo H, Alis R, Arai Y, Lucia A, Hirose N. The mitochondrial-derived peptide MOTS-c: a player in exceptional longevity? Aging Cell. 2015 Dec;14(6):921-3. doi: 10.1111/acel.12389. Epub 2015 Aug 20. PMID: 26289118; PMCID: PMC4693465.

Mohtashami Z, Singh MK, Salimiaghdam N, Ozgul M, Kenney MC. MOTS-c, the Most Recent Mitochondrial Derived Peptide in Human Aging and Age-Related Diseases. Int J Mol Sci. 2022 Oct 9;23(19):11991. doi: 10.3390/ijms231911991. PMID: 36233287; PMCID: PMC9570330.

Reynolds JC, Lai RW, Woodhead JST, Joly JH, Mitchell CJ, Cameron-Smith D, Lu R, Cohen P, Graham NA, Benayoun BA, Merry TL, Lee C. MOTS-c is an exercise-induced mitochondrial-encoded regulator of age-dependent physical decline and muscle homeostasis. Nat Commun. 2021 Jan 20;12(1):470. doi: 10.1038/s41467-020-20790-0. PMID: 33473109; PMCID: PMC7817689.

Alle bestellingen worden dezelfde dag verzonden indien geplaatst vóór 12:00 PST.

Dit product is uitsluitend bedoeld voor onderzoeks-/laboratoriumgebruik. Menselijk of dierlijk gebruik en/of consumptie is strikt verboden volgens de wet. Alleen gekwalificeerde en bevoegde professionals mogen deze producten hanteren. Alle informatie gevonden op Biotech Peptiden is uitsluitend bedoeld voor educatieve doeleinden. Raadpleeg onze algemene voorwaarden voor meer informatie.

Dr. Usman

Dr. Usman (BSc, MBBS, MaRCP) voltooide zijn studie geneeskunde aan het Royal College of Physicians in Londen. Hij is een gepassioneerd onderzoeker met meer dan 30 publicaties in internationaal erkende peer-reviewed tijdschriften. Dr. Usman heeft gewerkt als onderzoeker en medisch consultant voor gerenommeerde farmaceutische bedrijven zoals Johnson & Johnson en Sanofi.